Безкоштовна технічна бібліотека

Вікова анатомія та фізіологія. Шпаргалка: коротко, найголовніше

Довідник / Конспекти лекцій, шпаргалки

Коментарі до статті

Зміст

1. Прийняті скорочення
2. Закономірності зростання та розвитку дитячого організму (Основні закономірності зростання та розвитку. Вікова періодизація. Акселерація зростання та розвитку. Вікові анатомо-фізіологічні особливості. Гігієна навчально-виховного процесу в школі. Гігієнічні основи режиму дня учнів)
3. Вплив спадковості та середовища на розвиток дитячого організму (Спадковість та її роль у процесах росту та розвитку. Людина та рослини. Людина та тварини. Вплив вірусів на організм людини. Гігієна одягу та взуття)
4. Закономірності онтогенетичного розвитку опорно-рухового апарату (Особливості функцій та будови опорно-рухового апарату. Види та функціональні особливості м'язової тканини дітей та підлітків. Зростання та робота м'язів. Роль м'язових рухів у розвитку організму. Особливості росту кісток черепа. Зростання хребта. Хребет дорослого та дитини. Розвиток грудної клітки. Особливості розвитку тазу та нижніх кінцівок.Скелет нижніх кінцівок.Розвиток кісток верхніх кінцівок.Вплив меблів на поставу.Гігієнічні вимоги до обладнання школи
5. Розвиток регуляторних систем організму (Значення та функціональна діяльність елементів нервової системи. Вікові зміни морфофункціональної організації нейрона. Властивості імпульсів збудження в центральній нервовій системі. Біоелектричні явища. Процеси збудження та гальмування в центральній нервовій системі. Будова та функціонування спинного мозку. Будова та функціонування головного мозку. нервової системи.Ендокринні залози.Їх взаємозв'язок і функції.Розвиток статевих органів дитини.Період статевого дозрівання)
6. Аналізатори. Гігієна органів зору та слуху (Поняття про аналізатори. Органи зору. Будова ока. Світлова та колірна чутливість. Світловосприймаюча функція. Світловий режим у навчальних закладах. Слуховий аналізатор. Вестибулярний апарат)
7. Анатомо-фізіологічні особливості дозрівання мозку (Розвиток великих півкуль та локалізація функцій у корі головного мозку. Умовні та безумовні рефлекси. І.П. Павлов. Гальмування умовних рефлексів. Аналітико-синтетична діяльність кори великих півкуль. Перша та друга сигнальні системи. Типи вищої нервової діяльності)
8. Вікові особливості крові та кровообігу (Загальна характеристика крові. Кровообіг. Серце: будова та вікові зміни)
9. Вікові особливості органів дихання (Будування органів дихання та голосового апарату. Дихальні рухи. Акти вдиху та видиху. Газообмін у легенях. Гігієнічні вимоги до повітряного середовища навчальних закладів)
10. Вікові особливості травлення (Будова система травлення. Процес травлення)
11. Вікові особливості обміну речовин та енергії (Характеристика обмінних процесів. Основні форми обміну речовин в організмі. Вікові особливості енергетичного обміну)
12. Гігієна трудового навчання та продуктивної праці учнів

Прийняті скорочення

АТФ - аденозинтрифосфат

н - нано... (10-9)

Тема 1. ЗАКОНОМІРНОСТІ ЗРОСТАННЯ І РОЗВИТКУ ДИТЯЧОГО ОРГАНІЗМУ

1.1. Основні закономірності зростання та розвитку

Загальнобіологічними властивостями живої матерії є процеси росту та розвитку, які починаються з моменту запліднення яйцеклітини і є безперервним поступальним процесом, що протікає протягом усього життя. Організм розвивається стрибкоподібно, і різниця між окремими етапами життя зводиться до кількісних та якісних змін.

Зростанням називається збільшення розмірів і обсягу організму, що розвивається за рахунок розмноження клітин тіла і зростання маси живої речовини. Зміни стосуються насамперед антропометричних показників. В одних органах (таких як кістки, легені) зростання здійснюється в основному за рахунок збільшення числа клітин, в інших (м'язах, нервовій тканині) переважають процеси збільшення розмірів самих клітин. Необхідно сказати, що це визначення зростання не зачіпає змін, зумовлених жировідкладенням або затримкою води.

Абсолютними показниками зростання організму є підвищення в ньому загальної кількості білка та збільшення розмірів кісток. Загальне зростання характеризується збільшенням довжини тіла, що залежить від зростання та розвитку скелета, що, у свою чергу, є одним з основних показників здоров'я та фізичного розвитку дитини.

Зростання та фізичний розвиток відбуваються одночасно. При цьому має місце ускладнення будови, яка називається морфологічним диференціюванням тканин, органів та їх систем; змінюється форма органів та всього організму; удосконалюються та ускладнюються функції та поведінка. Між зростанням та розвитком є ​​взаємна закономірна залежність. У результаті процесу накопичуються кількісні зміни, що призводить до появи нових аспектів. Не можна вважати наявність вікових особливостей у будові чи діяльності різних фізіологічних систем свідченням неповноцінності організму дитини на окремих вікових етапах, тому що кожен вік характеризується саме комплексом подібних особливостей.

Взаємозв'язок фізичного та психічного розвитку дітей. Відомий педагог та анатом П.Ф. Лесгафт висунув положення про взаємозв'язок фізичного та психічного розвитку дітей: фізичне виховання здійснюється шляхом впливу на психіку дітей, що, у свою чергу, відбивається на розвитку психіки. Інакше висловлюючись, фізичний розвиток зумовлює психічний. Це особливо виразно виявляється при вродженому недорозвиненні великих півкуль головного мозку, що проявляється в недоумстві. Дітей, які з народження мають такий дефект, неможливо навчити промови та ходьбі, у них відсутні нормальні відчуття та мислення. Або інший приклад: після видалення статевих залоз та при недостатній функції щитовидної залози спостерігається розумова відсталість.

Встановлено, що розумова працездатність зростає після уроків фізичного виховання, невеликого комплексу фізичних вправ на загальноосвітніх уроках та перед приготуванням домашніх завдань.

Мова та фізичний та психічний розвиток дітей. Роль мови для фізичного та психічного розвитку дітей неможливо переоцінити, оскільки мовна функція надає провідний вплив на їх емоційний, інтелектуальний та фізичний розвиток. У цьому роль мови у формуванні особистості школяра та її свідомості, соціальній та його навчанні праці та фізичним вправам зростає. За допомогою мови формується і виражається думка, за допомогою мови проводиться навчання та виховання дітей. У міру зростання та розвитку у дітей збільшується здатність відображення об'єктивної дійсності у поняттях, відволіканнях та узагальненнях, у законах природи та суспільства.

Спочатку в молодшому шкільному віці переважає конкретне, наочно-образне і практично дієве мислення. Конкретні образи та дії розвивають у молодших школярів конкретну пам'ять, що, у свою чергу, значно впливає на їх мислення. Для середнього шкільного віку характерне переважання словесного абстрактного мислення, що стає провідним у старших школярів. У цьому віці переважає словесна, смислова пам'ять.

За допомогою усного мовлення діти навчаються промови письмової, а вдосконалення останньої тягне ще більший розвиток мовлення і процесу мислення. У міру розвитку здатності до узагальнень, абстрактного мислення відбувається перехід від мимовільної уваги до довільної, цілеспрямованої уваги. У процесі психічної та фізичної діяльності дітей відбуваються виховання та тренування довільної та мимовільної уваги.

Мова та мислення розвиваються паралельно у процесі мовного спілкування з оточуючими людьми, під час ігор, фізичних вправ та трудової діяльності дітей. На психічний розвиток дітей має великий вплив.

Вікова психологія. Вікова фізіологія тісно пов'язана з віковою психологією, що вивчає закономірності виникнення, розвитку та проявів психіки дітей. Її предметом є вивчення змісту психіки, тобто того, що саме і як відображає людина в навколишньому світі.

Психіка є результатом рефлекторної, або відбивної, діяльності головного мозку людей. Фізіологія займається вивченням лише фізіологічних механізмів роботи мозку. Особливо важливим є вивчення функцій трудової діяльності організму людини та її мови, які є фізіологічною основою психіки.

Основні закономірності розвитку організму людини. Протягом усього життєвого циклу, з моменту зародження до смерті, організм людини зазнає ряду послідовних і закономірних морфологічних, біохімічних і фізіологічних (функціональних) змін. Дитина - це не зменшена копія дорослої людини, тому для навчання та виховання дітей не можна просто кількісно зменшувати властивості дорослої людини відповідно до віку, зростання або ваги дитини.

Дитина від дорослої людини відрізняється специфічними особливостями будови, біохімічних процесів та функцій організму в цілому та окремих органів, які зазнають якісних та кількісних змін на різних етапах його життя. Значною мірою ці зміни обумовлені спадковими факторами, які зумовлюють переважно етапи зростання та розвитку. Водночас вирішальне значення для прояву спадкових факторів та нових якостей організму, формування вікових особливостей дітей мають такі фактори, як навчання та виховання, поведінка (діяльність скелетної мускулатури), харчування та гігієнічні умови життя, статеве дозрівання.

Гетерохронія та системогенез. За словами С.І. Гальперіна, зростання та розвиток окремих органів, їх систем та всього організму відбуваються нерівномірно та неодночасно – гетерохронно. Запропонував вчення про гетерохронію і обґрунтував вчення про системогенезі видатний російський фізіолог П.К. Анохін. На його думку, під функціональною системою треба розуміти "широке функціональне об'єднання по-різному локалізованих структур на основі отримання кінцевого пристосувального ефекту, необхідного в даний момент (наприклад, функціональна система дихання, функціональна система, що забезпечує пересування тіла в просторі, та ін.).

Структура функціональної системи складна і включає аферентний синтез, прийняття рішення, сама дія і його результат, зворотну аферентацію з ефекторних органів і, нарешті, акцептор дії, зіставлення отриманого ефекту з очікуваним ". Аферентний синтез включає в себе обробку, узагальнення різних видів інформації , що надходить у нервову систему.В результаті аналізу та синтезу отриманої інформації вона зіставляється з минулим досвідом.В акцепторі дії формується модель майбутньої дії, прогнозується майбутній результат і відбувається зіставлення фактичного результату зі сформованою раніше моделлю.

Різні функціональні системи дозрівають нерівномірно, вони включаються поетапно, поступово змінюються, створюючи організму умови пристосування у різні періоди онтогенетичного розвитку. Ті структури, які разом складуть на момент народження функціональну систему, має життєво важливе значення, закладаються і дозрівають вибірково і прискорено. Наприклад, круговий м'яз рота іннервується прискорено і задовго до того, як будуть іннервовані інші м'язи обличчя. Те саме можна сказати і про інші м'язи і структури центральної нервової системи, які забезпечують акт ссання. Інший приклад: з усіх нервів руки раніше і найповніше розвиваються ті, які забезпечують скорочення м'язів - згиначів пальців, які здійснюють хапальний рефлекс.

Виборчий та прискорений розвиток морфологічних утворень, що становлять повноцінну функціональну систему, що забезпечує новонародженому виживання, називається системогенезом.

Гетерохронія проявляється періодами прискорення та уповільнення зростання та розвитку, відсутністю паралелізму в цьому процесі. Ряд органів та їх систем зростає і розвивається неодночасно: якісь функції розвиваються раніше, якісь пізніше.

Вища нервова діяльність. Гетерохронія обумовлюється як філогенезом і його повторенням в онтогенез, що є биогенетическим законом; вона визначається умовами існування, які змінюються усім етапах онтогенезу дітей. Оскільки єдність організму та умов його життя забезпечується нервовою системою, зміна умов існування організму тягне за собою зміну функцій та будови нервової системи. Таким чином, у зростанні та розвитку організму, окремих його органів і систем головна роль належить умовним та безумовним рефлексам.

Умовні і безумовні рефлекси становлять вищу нервову діяльність, забезпечують життя в навколишньому світі, що постійно змінюється. Усі функції організму викликаються та змінюються умовно-рефлекторно. Вроджені, безумовні рефлекси є первинними, вони перетворюються набутими, умовними рефлексами. При цьому умовні рефлекси не повторюють безумовних, значно відрізняються від них. За збереження тих самих умов життя у низці послідовних поколінь деякі умовні рефлекси перетворюються на безумовні.

При здійсненні вищої нервової діяльності змінюється обмін речовин нервової системи, тому протягом багатьох поколінь змінилася її будова. У результаті будова нервової системи людини (особливо її мозку) докорінно відрізняється від будови нервової системи тварин.

Обмін речовин. Вищої нервової діяльності належить провідна роль онто- і филогенезе. У поточних реакціях організму велике значення мають взаємні переходи збудження та гальмування, і навіть зрушення взаємовідносин залоз внутрішньої секреції.

Дослідження показали, що з тварин обмін речовин безпосередньо залежить від величини поверхні тіла. Подвоєння ваги тіла у ссавців відбувається за рахунок однакової кількості енергії, яка міститься в їжі, незалежно від того, швидко чи повільно росте тварина, тобто тривалість періоду часу, необхідного для подвоєння ваги, обернено пропорційна інтенсивності обміну речовин (правило Рубнера. правило дотримується і щодо організму людини, але як під час зростання, так і після закінчення цього періоду кількісні та якісні відмінності обміну речовин організму людини повністю від цього правила не залежать. людини ця цифра майже вчетверо більша, це пов'язано із соціальними умовами життя людини, в основному з її трудовою діяльністю.

М'язова діяльність. Виняткова роль онтогенезі людини належить скелетної мускулатурі. У період м'язового спокою у м'язах звільняється 40% енергії, а під час м'язової діяльності звільнення енергії різко зростає. Відомий фізіолог І.А. Аршавський сформулював енергетичне правило кістякових м'язів як головний фактор, який дозволяє зрозуміти і специфічні особливості фізіологічних функцій організму в різні вікові періоди, і закономірності індивідуального розвитку. Правило говорить, що "особливості енергетичних процесів у різні вікові періоди, а також зміна та перетворення діяльності дихальної та серцево-судинної систем у процесі онтогенезу залежать від відповідного розвитку скелетної мускулатури".

Рухи людини – необхідна умова її існування. Вони становлять його поведінку, відбуваються у процесі праці, під час спілкування з оточуючими з допомогою промови, задоволенні фізіологічних потреб тощо. буд. Руху - запорука доброго самопочуття та позитивних емоцій. Це означає, що рухова активність людини обумовлена ​​соціальною та фізіологічною необхідністю та потребами, а не суб'єктивним фактором – любов'ю до м'язових відчуттів (кінезофілією).

При м'язовій діяльності суттєво зростає обсяг інформації, що надходить із навколишнього середовища через зовнішні органи чуття – екстерорецептори. Ця інформація відіграє провідну роль у рефлекторному регулюванні фізичної та розумової працездатності. нервові імпульси, що надходять з екстерорецепторів, викликають зміни функцій всіх внутрішніх органів. Це призводить до зміни (збільшення) обміну речовин та кровопостачання нервової системи, рухового апарату та внутрішніх органів, що забезпечує посилення всіх функцій організму, прискорення його зростання та розвитку під час м'язової діяльності.

Характер, інтенсивність і тривалість м'язової діяльності дітей та підлітків залежать від соціальних умов: спілкування з оточуючими людьми за допомогою мови, навчання та виховання, особливо фізичного, участі у рухливих іграх, спортивної та трудової діяльності. Поведінка дітей та підлітків у школі, поза школою, у сім'ї, їх участь у суспільно корисній діяльності визначаються соціальними закономірностями.

При зміні характеру функціонування скелетних м'язів відбуваються рефлекторні зміни будови та функцій нервової системи, виникають вікові відмінності в будові та розвитку скелета та рухового апарату, іннервації внутрішніх органів, їх зростанні та розвитку (насамперед це стосується органів серцево-судинної, дихальної та травної ). Фізіологічний механізм цієї дії полягає в тому, що при напрузі скелетних м'язів та їх скороченнях дратуються наявні в них, у суглобах та сухожиллях особливі рецептори – пропріорецептори. Основними функціями пропріорецепторів є:

а) роздратування при м'язовій діяльності - обов'язкова умова регуляції рухів нервовою системою, коригування їхньої координації, утворення нових рухових рефлексів та навичок;

б) забезпечення в результаті припливу доцентрових імпульсів з пропріорецепторів в нервову систему її високої працездатності, особливо головного мозку (моторно-церебральні рефлекси);

в) рефлекторна регуляція роботи внутрішніх органів – забезпечує координацію рухів та зміну функцій внутрішніх органів (моторно-вісцеральні рефлекси).

Таким чином, м'язова діяльність є основною умовою розумової та фізичної працездатності.

Роздратування пропріорецепторів, дія продуктів обміну речовин, що утворюються під час м'язової діяльності, та надходження в кров гормонів внаслідок рефлекторного посилення функцій залоз внутрішньої секреції – все це змінює обмін речовин та призводить до вікових змін росту та розвитку організму в цілому та окремих його органів.

Насамперед зростають і розвиваються ті органи, які несуть найбільше навантаження при скороченнях скелетних м'язів, і навіть ті, м'язи яких більше функціонують. Зумовлене зростанням накопичення речовин та енергії у структурі організму забезпечує подальші зростання та розвиток, збільшує коефіцієнт корисної дії, а вдосконалення фізіологічних механізмів регуляції обміну речовин сприяє більш економному використанню речовин та енергії, призводить до зменшення рівня обміну речовин на одиницю ваги тіла. Від функцій скелетної мускулатури безпосередньо залежить розвиток гальмування у нервовій системі: виникнення гальмування збігається з появою тонусу скелетної мускулатури, що забезпечує статичну нерухомість чи пересування тіла у просторі.

Переломні періоди зростання та розвитку великою мірою залежать від змін характеру тонусу скелетної мускулатури та її скорочень. Так, перехід від дитячого періоду розвитку до переддошкільного (або ясельного) пов'язаний із освоєнням статичної пози, ходьби та початком оволодіння мовою. Ця діяльність скелетних м'язів викликає зміни будови нервової системи та вдосконалення її функцій, будови скелета та скелетної мускулатури, регуляції серцево-судинної та дихальної систем, збільшення обсягу та ваги серця, легень та інших внутрішніх органів. Припинення грудного вигодовування, зміна консистенції та складу їжі та поява молочних зубів призводять до перебудови травного каналу, змін його рухової та секреторної функцій та всмоктування. Значно зростає рівень обміну речовин на 1 кг ваги тіла через участь тонусу і скорочень скелетних м'язів у пересуванні організму, а й у тепловиробництві може спокою. До кінця переддошкільного періоду складаються механізми бігу, продовжують розвиватися мовні функції.

У дошкільний період припиняється підтримка відносної сталості температури тіла у спокої шляхом напруги скелетної мускулатури, з початком дошкільного віку скелетна мускулатура у спокої повністю розслаблюється. Рухові нейрони головного мозку набувають форми, характерної для дорослого, значно збільшується вага головного мозку (він стає втричі більшим, ніж у новонародженого). Удосконалення функцій головного мозку (особливо механізму гальмування) призводить до зниження рівня обміну речовин на 1 кг ваги тіла, появи гальмівного впливу нервової системи на серцеву та дихальну діяльність, збільшення періоду неспання та зменшення періоду сну.

У період початку молодшому шкільного віку відбувається швидке розвиток м'язів кистей рук, складаються найпростіші трудові і побутові рухові навички, починають вироблятися дрібні точні руху рук. Зміни рухової діяльності пов'язані з початком навчання у школі, особливо з навчанням письма та найпростішій праці.

У результаті ускладнення та збільшення числа рухів та великої мобільності до початку молодшого шкільного віку в основному закінчується розвиток нейронів головного мозку, удосконалюються його функції. Насамперед це стосується гальмування, що забезпечує координацію тонких і точних рухів. В основному до цього віку завершується формування гальмівного впливу нервової системи на серце, збільшується вага серця та легень, а вдосконалення регуляції обміну речовин тягне за собою зниження рівня на 1 кг ваги тіла. При зміні молочних зубів на постійні відбувається подальша перебудова травного каналу, що пов'язано із споживанням їжі, що відповідає дорослому.

Перехід до середнього шкільного, або підліткового віку характеризується початком статевого дозрівання, зміною функцій скелетних м'язів, посиленим їх зростанням та розвитком, оволодінням руховими навичками праці, фізичних вправ. Відбувається завершення морфологічного дозрівання рухового апарату, що майже досяг досить досконалого рівня функціонування, властивого дорослим. При цьому практично закінчується формування рухової зони в головному мозку, частота пульсу та дихання зменшується, відбувається подальше зниження відносного рівня обміну речовин, який ще більше, ніж у дорослого. Завершується зміна молочних зубів на незмінні.

Перехід до юнацького віку характеризується посиленим зростанням м'язів та утворенням масивних м'язових волокон, різким збільшенням їх сили та суттєвим ускладненням та розширенням діяльності рухового апарату. Вага головного та спинного мозку майже досягає рівня дорослої людини. Починається процес окостеніння сесамоподібних кісток.

Є ще один доказ залежності зростання та розвитку дітей від діяльності скелетної мускулатури: у тих випадках, коли внаслідок захворювання (наприклад, запалення рухових нервів) виникає обмеження рухів, відбувається затримка розвитку не тільки скелетної мускулатури та скелета (наприклад, розвиток грудної клітки), а й різке уповільнення зростання та розвитку внутрішніх органів - серця, легенів та інших. Діти, які перенесли поліомієліт і тому істотно обмежені у рухах, відрізняються від нехворілих дітей більшою частотою серцебиття і дихальних рухів грудної клітини. У дітей, позбавлених можливості здійснювати нормальну динамічну роботу, спостерігається гальмування роботи серця та дихання, тому частота дихання та скорочень серця у них така сама, як у дітей молодшого віку.

Надійність біологічних систем. До загальних законів індивідуального розвитку відомий радянський фізіолог та педагог А.А. Маркосян запропонував відносити і надійність біологічних систем, під якою прийнято розуміти "такий рівень регулювання процесів в організмі, коли забезпечується їх оптимальне протікання з екстреною мобілізацією резервних можливостей та взаємозамінності, що гарантує пристосування до нових умов, та зі швидким поверненням до вихідного стану".

Відповідно до цієї концепції весь шлях розвитку від зачаття до смерті проходить за наявності запасу життєвих можливостей. Цей резерв забезпечує розвиток і оптимальне протягом життєвих процесів за умов зовнішнього середовища. Наприклад, у крові однієї людини є така кількість тромбіну (ферменту, що бере участь у зсіданні крові), якого достатньо для зсідання крові у 500 осіб. Стегнова кістка здатна витримати розтяг у 1500 кг, а велика гомілкова кістка не ламається під вагою вантажу в 1650 кг, що в 30 разів перевищує звичайне навантаження. Як один із можливих факторів надійності нервової системи розглядається і величезна кількість нервових клітин в організмі людини.

1.2. Вікова періодизація

Паспортний вік, де міжвіковий інтервал дорівнює одному році, відрізняється від біологічного (або анатомо-фізіологічного) віку, що охоплює низку років життя людини, протягом яких відбуваються певні біологічні зміни. Які критерії слід покласти в основу вікової періодизації? Досі з цього питання немає єдиної точки зору.

Деякі дослідники в основу періодизації кладуть дозрівання статевих залоз, швидкість росту та диференціювання тканин та органів. Інші вважають точкою відліку так звану скелетну зрілість (кістковий вік), коли рентгенологічно в скелеті визначають час появи ділянок окостеніння та настання нерухомого з'єднання кісток.

Як критерій періодизації висувався і такий ознака, як ступінь розвитку центральної нервової системи (зокрема, кори головного мозку). Німецький фізіолог і гігієніст Макс Рубнер теоретично енергетичного правила поверхні як критерій пропонував використовувати особливості енергетичних процесів, які у різні вікові періоди.

Іноді як критерій для вікової періодизації використовують спосіб взаємодії організму з відповідними умовами середовища. Існує і вікова періодизація, заснована на виділенні періодів новонародженого, ясельного, дошкільного та шкільного віку у дітей, яка відображає швидше існуючу систему дитячих установ, ніж вікові особливості.

Широко поширена класифікація, запропонована російським педіатром, творцем петербурзької школи педіатрів, вивчав вікові анатомо-фізіологічні особливості дітей, Н.П. Гундобіним. Відповідно до неї виділяють:

▪ період внутрішньоутробного розвитку;

▪ період новонародженого (2-3 тижні);

▪ період грудного віку (до 1 року);

▪ переддошкільний (з 1 року до 3 років);

▪ дошкільний вік (з 3 до 7 років, період молочних зубів);

▪ молодший шкільний вік (з 7 до 12 років);

▪ середній, або підлітковий вік (з 12 до 15 років);

▪ старший шкільний, або юнацький вік (з 14 до 18 років у дівчаток, з 15-16 років до 19-20 років у хлопчиків).

Вікова та педагогічна психологія частіше використовує періодизацію, засновану на педагогічних критеріях, коли періоди дошкільного віку поділяються відповідно до груп дитячого садка, а в шкільному віці виділяють три етапи: молодший (I-IV класи), середній (IV-IX класи), старший (X -ХІ класи).

У сучасній науці немає єдиної загальноприйнятої класифікації періодів зростання та розвитку та їх вікових кордонів, але пропонується така схема:

1) новонароджений (1-10 днів);

2) грудний вік (10 днів – 1 рік);

3) раннє дитинство (1-3 роки);

4) перше дитинство (4-7 років);

5) друге дитинство (8-12 років для хлопчиків, 8-11 років для дівчаток);

6) підлітковий вік (13-16 років для хлопчиків, 12-15 років для дівчаток);

7) юнацький вік (17-21 рік для юнаків, 16-20 років для дівчат);

8) зрілий вік:

І період (22-35 років для чоловіків, 22-35 років для жінок);

ІІ період (36-60 років для чоловіків, 36-55 років для жінок);

9) літній вік (61-74 роки для чоловіків, 56-74 роки для жінок);

10) старечий вік (75-90 років);

11) довгожителі (90 років і від).

Дана періодизація включає комплекс ознак: розміри тіла і органів, масу, окостеніння скелета, прорізування зубів, розвиток залоз внутрішньої секреції, ступінь статевого дозрівання, м'язову силу. Схема враховує особливості хлопчиків та дівчаток. До кожного вікового періоду характерні специфічні особливості. Перехід від одного вікового періоду до іншого називають переломним етапом індивідуального розвитку, чи критичним періодом. Тривалість окремих вікових періодів значною мірою мінлива. Хронологічні рамки віку та його характеристики визначаються насамперед соціальними факторами.

1.3. Акселерація зростання та розвитку

Акселерація, або акцелерація (від латів. acceleratio - прискорення), - це прискорення зростання та розвитку дітей та підлітків порівняно з попередніми поколіннями. Явище акселерації спостерігається насамперед у економічно розвинених країнах.

Термін "акселерація" був введений у науковий побут Е. Кохом. Більшість дослідників під акселерацією розуміли прискорення переважно фізичного розвитку дітей та підлітків. Згодом це поняття було суттєво розширено. Акселерацією стали називати збільшення розмірів тіла та настання дозрівання в більш ранні терміни.

Традиційно довжина тіла, об'єм грудей та маса тіла розглядалися як найважливіші ознаки фізичного розвитку. Але, враховуючи, що морфологічні особливості організму тісно пов'язані з його функціональною діяльністю, ряд авторів як ознаки фізичного розвитку стали розглядати життєву ємність легень, силу окремих м'язових груп, ступінь окостеніння скелета (зокрема, кисті), прорізування та зміну зубів, ступінь статевого. дозрівання. Крім того, до суттєвих ознак стали відносити пропорції тіла.

В даний час поняття акселерації стало настільки широким, що, маючи на увазі акселерацію, говорять як про прискорення фізичного розвитку дітей та підлітків, так і про збільшення розмірів тіла дорослих, пізнішому наступі клімаксу. Тому нерідко користуються таким поняттям, як секулярний тренд (вікова тенденція), розуміючи під ним тенденцію, яка спостерігається протягом століття, до прискорення фізичного розвитку всього організму - від внутрішньоутробного періоду до дорослого стану.

Найбільш помітно акселерація виявилася у дітей у другій половині ХХ ст. Так, маса тіла почала подвоюватися у більш ранньому віці (у 1965-1973 рр. – у 4-5 місяців, у 1940-1941 рр. – у 5-6 місяців). Відбувалася більш рання зміна молочних зубів на постійні (1984 р. - з 5-6 років, 1953 р. - з 6-7 років). Зрушили терміни статевого дозрівання. Так, вік настання менструацій у ХХ ст. зменшувався кожні 10 років приблизно чотири місяці й у 1974 р. становив середньому 12,7 років. Відбувалося прискорення розвитку вторинних статевих ознак. У дітей та підлітків спостерігалася більш рання морфологічна стабілізація. Весь процес окостеніння закінчувався у хлопчиків на два, а дівчаток на три роки раніше, ніж у 1930-ті роки.

У зв'язку з акселерацією раніше відбувається завершення зростання. У 16-17 років у дівчат і в 18-19 років у юнаків завершується окостеніння довгих трубчастих кісток і припиняється зростання в довжину. Московські хлопчики віку 13 років за останні 80 років стали вищими на 1 см, а дівчатка - на 14,8 см. Таким чином, внаслідок прискореного розвитку дітей та підлітків спостерігається досягнення ними вищих показників фізичного розвитку.

Необхідно сказати, що є відомості про подовження дітородного періоду: за останні 60 років він збільшився на вісім років. У жінок у Європі за останні 100 років менопауза зрушилася з 45 до 48 років, у Росії цей час припадає в середньому на 50 років, а на початку століття припадало на 43,7 роки.

Причини акселерації. До цього часу не сформовано єдиної загальноприйнятої точки зору на походження процесу акселерації, хоча висунуто чимало гіпотез та припущень.

Так, більшість вчених вважають визначальним фактором у всіх зрушеннях розвитку зміни у харчуванні. Вони пов'язують акселерацію зі збільшенням вмісту в їжі повноцінних білків та натуральних жирів, а також з більш регулярним споживанням овочів та фруктів протягом року, посиленою вітамінізацією організму матері та дитини.

Існує геліогенна теорія акселерації. У ній важлива роль приділяється впливу на дитину сонячних променів: вважається, що діти в даний час більше піддаються впливу сонячної радіації. Однак цей аргумент здається недостатньо переконливим, оскільки процес акселерації в північних країнах йде не меншими темпами, ніж у південних.

Є думка про зв'язок акселерації зі зміною клімату: вважається, що вологе та тепле повітря уповільнює процес росту та розвитку, а прохолодний сухий клімат сприяє втраті тепла організмом, що нібито і стимулює зростання. Крім того, є дані і про стимулюючий вплив на організм малих доз іонізуючих випромінювань.

Деякі вчені серед важливих причин акселерації називають зумовлене досягненнями медицини загальне зниження захворюваності в дитинстві та дитинстві разом з поліпшенням харчування. Очевидно також, що появі багатьох нових факторів впливу на людину сприяють розвиток науки і технічний прогрес, причому властивості цих факторів та особливості їх впливу на організм ще мало вивчені (йдеться про хімічні речовини, що використовуються в промисловості, сільському господарстві, побуті, нових лікарських засобах. та ін.). Деякі дослідники значну роль в акселерації відводять новим формам та методам виховання та освіти, спорту, фізкультури.

Пов'язують акселерацію та з негативним впливом темпів сучасного міського життя. Це і рясне штучне висвітлення (включаючи рекламу); стимулюючий вплив електромагнітних коливань, що виникають під час роботи теле- і радіостанцій; міський шум, рух транспорту; вплив радіо, кіно та телебачення на ранній інтелектуальний, особливо сексуальний, розвиток.

Технічний прогрес у економічно розвинених країнах призвів до концентрації населення великих містах. Розвиток транспорту та зв'язку скоротило відстані, які раніше здавалися дуже значними. Посилилася міграція населення. Розширилася географія шлюбу, руйнується генетична ізоляція. Це створює сприятливий ґрунт для зміни спадковості. Молоде покоління стає вищим на зріст і дозріває раніше за своїх батьків.

Акселерація є предметом вивчення не лише біології та медицини, а й педагогіки, психології та соціології. Так, фахівці наголошують на певному розриві між біологічною та соціальною зрілістю молодих людей, при цьому перша настає раніше. У зв'язку з цим постає низка питань перед медичною теорією та практикою. Наприклад, виникла потреба у визначенні нових норм трудового та фізичного навантаження, харчування, нормативів дитячого одягу, взуття, меблів та ін.

1.4. Вікові анатомо-фізіологічні особливості

Для кожного вікового періоду характерні кількісно певні морфологічні та фізіологічні показники. Вимірювання морфологічних та фізіологічних показників, що характеризують вікові, індивідуальні та групові особливості людей, називається антропометрією. Зростання, вага, коло грудної клітки, ширина плечей, життєва ємність легень і сила м'язів – усе це основні антропометричні показники фізичного розвитку.

Зростання, розвиток та їх зміни в окремі вікові періоди. Зростання та розвиток дітей йдуть постійно, проте темпи зростання та розвитку відрізняються один від одного. В одні вікові періоди переважає зростання, в інші – розвиток. Нерівномірність темпів зростання та розвитку, їх хвилеподібність також визначають розподіл на вікові періоди.

Так, до 1 року життя в дитини переважає зростання, і з 1 року по 3 років - розвиток. З 3 до 7 років знову прискорюється темп зростання, особливо у 6-7 років, і уповільнюється темп розвитку; з 7 до 10-11 років уповільнюється зростання та прискорюється розвиток. У період статевого дозрівання (з 11-12 до 15 років) зростання та розвиток різко прискорюються. Вікові періоди прискорення зростання називаються періодами витягування (до 1 року, з 3 до 7, з 11-12 до 15 років), а деякого уповільнення зростання - періодами округлення (з 1 до 3, з 7 до 10-11 років).

Окремі частини тіла ростуть та розвиваються непропорційно, тобто їх відносні розміри змінюються. Наприклад, розмір голови з віком відносно зменшується, а абсолютна та відносна довжина рук та ніг збільшується. Те саме можна сказати і про внутрішні органи.

Крім того, у зростанні та розвитку дітей є також статеві відмінності. Приблизно до 10 років хлопчики та дівчатка ростуть майже однаково. З 11-12 років дівчатка ростуть швидше. У період статевого дозрівання у хлопчиків (з 13-14 років) темпи зростання збільшується. У 14-15 років зростання хлопчиків і дівчаток майже порівнюється, і з 15 років хлопчики знову зростають швидше, і це переважання зростання чоловіки зберігається протягом усього життя. Потім темп зростання уповільнюється і в основному закінчується до 16-17 років у дівчат, до 18-19 - у юнаків, проте уповільнене зростання триває до 22-25 років.

Довжина голови юнаків становить 12,5-13,5 %, тулуба – 29,5-30,5 %, ноги – 53-54 %, руки – 45 % від загальної довжини тіла. За темпом зростання на першому місці стоїть плече, на другому – передпліччя, повільніше росте кисть. Найбільше збільшення довжини тулуба відбувається через рік після найбільшого збільшення довжини ніг. У результаті довжина тіла дорослої людини більше проти довжиною тіла новонародженого приблизно 3,5 разу, висота голови - вдвічі, довжина тулуба - втричі, довжина руки - вчетверо, довжина ноги - вп'ятеро.

Через розбіжності темпів зростання та розвитку немає суворо пропорційної залежності між зростанням і вагою, але, як правило, в однаковому віці чим більше зростання, тим більше і вага. Темп збільшення ваги є найбільшим на першому році життя. До кінця першого року вага збільшується втричі. Потім збільшення ваги становить у середньому 2 кг на рік.

Як і зростання, вага хлопчиків і дівчаток до 10 років приблизно однакова при невеликому його відставанні у дівчаток. З 11-12 років вага дівчаток більше пов'язана з розвитком та формуванням жіночого організму. Це переважання ваги зберігається вони приблизно до 15 років, та був у зв'язку з переважанням зростання і розвитку скелета і м'язів вага хлопчиків зростає, і це перевищення ваги зберігається надалі.

Значними є вікові відмінності у збільшенні абсолютної і відносної ваги окремих органів. Наприклад, коло грудної клітки з 7 років більше у хлопчиків, а з 12 років – у дівчаток. До 13 років вона майже однакова в обох статей (у дівчаток трохи більше), а з 14 років коло грудної клітки більше у хлопчиків. Ця різниця надалі зберігається та збільшується. Ширина плечей у хлопчиків з 6-7 років починає перевищувати ширину тазу. Взагалі, ширина плечей у дітей збільшується щорічно, особливо між 4-7 роками. Цей щорічний приріст у хлопчиків більший, ніж у дівчаток

1.5. Гігієна навчально-виховного процесу у школі

Шкільне навчання є результатом спільної діяльності вчителя і учня. У зв'язку з цим необхідно розрізняти гігієнічні вимоги, що висуваються і до педагога, і до учня. Це допомагає, з одного боку, виробити систему індивідуальних дій учня, яка включає планування всіх етапів навчальної діяльності, підготовку і зміст у порядку робочого місця, виконання завдань відповідно до принципу від легкого до важкого, від простого до складного та ін. з іншого боку, раціональний розподіл робочого навантаження вчителя протягом дня, усунення перерв між уроками, облік проблеми навчального предмета під час упорядкування розкладу, надання максимальної змогу розширення знань входять у поняття наукової організації праці вчителя. До гігієни педагогічної праці також належать нормування діяльності кожного вчителя (при цьому враховується наростання втоми протягом робочого дня), можливість щоденного відпочинку, відпочинку у вихідні дні, зміна діяльності під час канікул, повноцінний відпочинок улітку.

Науково-гігієнічні засади праці дітей. Розумова робота є продуктом діяльності клітин кори головного мозку, яка в дітей віком зазвичай супроводжується рухової активністю - роботою м'язів. М'язова робота, у свою чергу, пов'язана з діяльністю центральної та периферичної нервової системи. Таким чином, праця учня є продуктом обов'язкового поєднання розумової та фізичної праці.

Науково-гігієнічна організація праці школяра включає організацію навчального та виховного процесу, а також відпочинку з урахуванням фізіологічних можливостей дитини. Сюди входить створення оптимальних умов, які сприяють збереженню працездатності дитини, її нормальному зростанню та розвитку, зміцненню її здоров'я. Отже, всі сторони навчання та виховання дітей (дотримання режиму дня, вікове нормування навантаження на нервову систему та м'язовий апарат, правильна організація побуту, повноцінний відпочинок) мають бути тісно взаємопов'язані. Недостатнє задоволення фізіологічних потреб дитини веде до пригнічення нормальних життєвих функцій, зниження стійкості до несприятливих факторів, підвищення сприйнятливості до інфекційних хвороб, порушення взаємозв'язку між системами організму, що негативно позначається на вищій нервовій діяльності.

У гігієні значну увагу приділяється дотриманню фізіологічних норм, які впливають здібності дитини. Основними обмежувальними факторами є втома та перевтома.

Втома та перевтома. Результатом будь-якої досить тривалої роботи є втома організму у зв'язку з тим, що в процесі діяльності запаси енергії, накопичені в клітинах та необхідні для роботи, поступово виснажуються. Поступове наростання розумової втоми виявляється у зниженні працездатності: зменшується кількість та погіршується якість зробленого, знижується інтерес до роботи, порушується координація окремих операцій, розсіюється увага, послаблюється пам'ять, з'являється невпевненість. Тимчасове зниження працездатності клітин мозкової тканини та всього організму загалом називається втомою. Це природне фізіологічне явище.

Фізіологічну природу та нервові механізми розумової втоми пояснює класична рефлекторна теорія Сєченова - Павлова, відповідно до якої джерело відчуття втоми знаходиться "виключно в центральній нервовій системі", а не в м'язах, як вважалося раніше. Втома кіркових клітин І.П. Павлов розглядав як їх "функціональне руйнування", а гальмування, що настає в них, - як процес, що запобігає подальшому руйнуванню і дає можливість клітинам відновити свій нормальний стан.

Таким чином, втома – це природний тимчасовий фізіологічний стан організму. Уникнути його не можна, але вміле використання методики роботи та своєчасне розвантаження організму дозволяють на деякий час відстрочити втому.

Ознаки стомлення в дітей віком зазвичай з'являються до кінця четвертого-п'ятого уроку: виникають млявість, розсіяність, сонливість, увага погано концентрується, можливі порушення дисципліни. Якщо втома, що виникла, не змінюється відпочинком, то настає перевтома, яка дуже шкідлива для організму, оскільки пов'язана з перевищенням функціональних можливостей кіркових клітин і є позамежною. Перевтома школярів пов'язана з надмірним навантаженням, що поєднує навчальну роботу та заняття у гуртках, музичній, спортивній школах, порушення режиму дня та правил особистої гігієни.

Зазвичай перевтома проявляється відразу після перевантаження, але може виникнути через деякий час. Наприклад, якщо в період літніх канікул відпочинок дитини організований неправильно, то на початку навчального року це може і не позначитися на успішності, проте працездатність такого учня знизиться значно раніше, ніж у дитини, що нормально відпочила.

Щоб усунути гостру (швидку та одноразову) втому, як правило, досить добре виспатися вночі. Систематична втома та перевтома одним нормальним сном не усувається. Для цього необхідні відпочинок протягом не менше двох тижнів, висококалорійне харчування з великою кількістю вітамінів, водні процедури, відповідна організація сну. Вживання тонізуючих засобів та напоїв при цьому небажане.

Щоб запобігти втомі, необхідно правильно і раціонально організувати працю школяра. Це забезпечується зусиллями вчителя, оскільки діти до цього ще недостатньо здатні у зв'язку з віковими особливостями.

Поняття про "шкільну зрілість" дитини. У Росії її обов'язкове шкільне навчання дітей запроваджено з 6-7 років. Як правило, на той час організм дитини морфологічно і функціонально підготовлений для навчання. Проте вступ дитини до школи - це поворотний момент у його житті, що ламає стереотип, вироблений у дошкільних закладах та сім'ї.

Найважчими більшість учнів зазвичай бувають перші 2-3 місяці навчання. Можливе навіть виникнення такого стану, який визначається лікарями як адаптаційна хвороба (ще її називають "шкільним стресом" або "шкільним шоком"). У завдання педагога входить полегшення періоду адаптації до нових умов, т. е. зменшення нервово-психологічної травматичності перехідного періоду від дошкільного життя до шкільного.

Поняття шкільної зрілості, тобто функціональної готовності дитини до навчання, відносять до важливих проблем вікової фізіології, педагогіки, психології та шкільної гігієни. З ним пов'язана характеристика рівня фізичного, психічного та соціального розвитку, при якому дитина стає сприйнятливою до систематичного навчання та виховання у школі. Педагоги, лікарі, психологи повинні враховувати ступінь шкільної зрілості, оскільки діти, які досягли цього рівня, стають неуспішними учнями.

Щоб визначити ступінь шкільної зрілості, використовують тест, запропонований у 1955 р. німецьким психологом А. Керном та вдосконалений І. Ірасеком у 1966 р. пам'яті після їх демонстрації та змальовувати фразу, написану прописом. Робота оцінюється за п'ятибальною системою – від 1 (найкраща оцінка) до 5 (найгірша оцінка). Сума балів за окремі завдання є загальним показником. Діти, які отримали виконання трьох завдань тесту від 3 до 5 балів, вважаються готовими до систематичного навчання. Здобуття 6-8 балів вказує на необхідність додаткової підготовки дітей до школи (це так звані середньозрілі діти). Оцінка в 9 балів і більше говорить про неготовність до шкільного навчання.

Індивідуальний підхід до дітей. Чи з'явиться інтерес учнів до уроку, залежить від майстерності вчителя, з його вміння подавати матеріал з урахуванням вікових особливостей учнів, і навіть від фізичного стану дітей, типу їх вищої нервової діяльності та функціональних можливостей.

Найчастіше склад учнів у класі неоднорідний: зустрічаються діти з ослабленим здоров'ям та нижчим рівнем підготовки, які потребують індивідуального режиму та добору особливого матеріалу для домашніх завдань, консультацій, додаткових занять.

Для дітей, які страждають на хронічні хвороби (ревматизм, туберкульозну інтоксикацію), передбачений вільний від відвідування школи один день на тиждень, коли вони працюють вдома за завданням вчителів. Рішення про надання дитині вільного від відвідування школи дня виносить педрада на підставі медичних документів. Насамперед на таку пільгу претендують діти, які мешкають на відстані 500 м і далі від школи.

1.6. Гігієнічні засади режиму дня учнів

Режим дня – це динамічна система розподілу навантаження та відпочинку, яка забезпечує збереження сил та енергії для нормальної життєдіяльності організму. Режим дня дитини заснований на всебічному обліку особливостей його зростання, розвитку, умов життя та призначений для встановлення фізіологічної рівноваги організму з середовищем, в якому здійснюється навчання та виховання. Таким чином, режим є основою оздоровчого та профілактичного впливу на організм усіх факторів навчально-виховної роботи.

Обґрунтування режиму дня учнів. Режим повинен враховувати вікові особливості дитини, включати нормальну для неї тривалість сну, його перебування у загальноосвітній та спеціальній (музичній, художній, спортивній) школах. Будь-який елемент режиму дня школяра повинен здійснюватись у сприятливих умовах (наприклад, готуватися до уроків треба у затишному та гігієнічно правильно обладнаному місці, спати у добре провітряному приміщенні тощо).

Щоб допомогти дитині та її батькам скласти науково обґрунтований режим дня учня, класний керівник на батьківських зборах інформує про зразковий розпорядок дня, пояснюючи призначення кожного елемента режиму для успішності та збереження здоров'я школяра. Ось деякі з таких рекомендацій.

Вставати після нічного сну дитина має о 7-7.30 год ранку. Це прийнятно для учнів першої та другої зміни. Потім дитина робить ранкову зарядку, здійснює туалет, снідає і вирушає до школи, куди вона має прийти за 10-15 хв до початку занять, щоб підготуватися до уроку.

Повертатися додому дитина повинна приблизно в той самий час, це виховує пунктуальність і економить час. Додому учень повинен йти не кваплячись, щоб не витрачати зайву енергію та мати можливість побути на свіжому повітрі.

Удома учень перевдягається, миє руки та обідає. Після цього молодші школярі (особливо першокласники та діти, які перенесли хвороби) повинні спати 1-1,5 год, що необхідно для відновлення сил та зміцнення нервової системи.

Здорові учні починаючи з другого класу після обіду можуть відпочивати на свіжому повітрі, наприклад кататися на лижах, ковзанах, санчатах, грати в рухливі ігри та ін. Після цього дитина приступає до виконання домашніх завдань (насамперед середньої та підвищеної труднощі).

За 1,5-2 години до сну діти вечеряють.

Розклад уроків. Чергування навчальних дисциплін у розкладі уроків забезпечує перемикання діяльності кори мозку і тому запобігає втомі дітей та відповідає педагогічним вимогам.

У І-ІІІ класах проводяться чотири уроки. У IV класі допускається (не частіше двох разів на тиждень) збільшення кількості уроків до п'яти. У V-IX класах буває по п'ять уроків щодня, у X-XI – по шість уроків.

Працездатність школярів протягом навчального дня різна. Спочатку вона наростає і досягає максимуму (на другому уроці у молодших класах і на третьому - у старших), а потім починає знижуватися у зв'язку з виникненням та наростанням втоми. Останній (п'ятий-шостий) урок для багатьох дітей є найважчим. Вчитель має організувати його те щоб довше зберегти працездатність учнів.

Розрізняється працездатність учнів і протягом тижня: у перші дні вона вища, до кінця тижня – знижується. Таким чином, при складанні розкладу необхідно чергувати предмети, щоб рівень розумової напруги відповідав працездатності організму. Найбільше навчальне навантаження має припадати на середину тижня, найменше - на понеділок і суботу. Щоб діти повноцінно відпочили, учням І-ІV класів на вихідні рекомендується зовсім не давати завдань і суттєво скорочувати їх учням середнього шкільного віку. Те саме стосується і канікул.

Тривалість навчального року. Навчальний рік у загальноосвітній школі розпочинається 1 вересня. Він складається із чотирьох навчальних чвертей, які поділяються канікулами різної тривалості.

Аналізуючи стомлюваність дітей протягом чверті і року загалом, вчені зауважили, що зниження працездатності особливо помітне до кінця цих періодів. Однак правильно організований відпочинок сприяє її відновленню.

Рекомендується першого дня після канікул уроки починати з повторення пройденого матеріалу. Таким чином створюється своєрідний місток від відомого, але забутого, до невідомого, який має пізнати і вивчити. Цей принцип має фізіолого-гігієнічну основу – торування умовних зв'язків та профілактику втоми.

Фізіолого-гігієнічне обґрунтування тривалості уроку та змін. Навчально-виховний процес у школі відрізняється у віковому плані. Урок у загальноосвітній школі триває 45 хв, проте в результаті вивчення працездатності вчені дійшли висновку, що для учнів І класу це навантаження помітно перевищує норму і урок для них потрібно скоротити до 35 хв. Дослідження тривалості активної уваги це підтверджує. Наприклад, у семирічних дітей період активної уваги становить 10-12 хв, у десятирічних - 16-20 хв, у одинадцяти-дванадцятирічних - до 25 хв, у більш старших школярів - до 30 хв. Звідси випливає, що тривалість пояснення нового матеріалу у кожній віковій групі має перевищувати тривалості періоду активної уваги.

У ході дослідження динаміки продуктивності роботи учнів було з'ясовано, що на уроках (особливо у початкових класах) не можна у роботі з дітьми використовувати лише один вид діяльності, її треба обов'язково урізноманітнити, перемикати дітей з одного виду роботи на інший. Це зумовлено тим, що при зміні виду діяльності змінюється характер подразнень, внаслідок чого збуджуються різні аналізатори і, отже, різні ділянки кори головного мозку, даючи можливість гальмування клітинам, що раніше функціонують, і тим самим продовжуючи працездатність школярів.

Крім того, особливе місце у зміні діяльності займають фізкультурні паузи, які проводять учитель. Вони також сприяють зняттю втоми. У молодших класах фізкультурні паузи проводять із другого уроку, а старших - з третього. Сигналом їх проведення є початок зниження працездатності: у молодших класах це відбувається через 25-30 хв від початку уроку, а старших - через 30-35 хв. Для учнів І класу у першу чверть фізкультурні паузи рекомендується проводити двічі за урок – через 15-20 та 30-35 хв. Тривалість пауз визначає учитель, який веде урок.

Необхідно зауважити, що в учнів І-ІІ класів перша сигнальна система переважає над другою. У зв'язку з цим при організації уроку треба, розраховуючи на чуттєве сприйняття предмета, використовувати наочні посібники, залучати до сфери діяльності зоровий, слуховий та руховий аналізатори, а якщо можливо, то й дотик.

Важливу роль організації уроку грає дотримання гігієнічних і правил розсадження учнів за партами (столами), створення повітряно-теплового режиму та інших.

Зміни між уроками призначені для відпочинку учнів та вчителів, а також для того, щоб учні могли перейти до кабінетів, лабораторій та класів, у яких проводитимуться наступні уроки. Правильне у фізіолого-гігієнічному плані проведення змін є обов'язковою умовою повноцінної праці черговому уроці.

Зміни тривають 10 хв, а після другого уроку – 30 хв. У деяких випадках замість однієї тридцятихвилинної зміни допускаються дві двадцятихвилинні (після другого та третього уроків). Інші скорочення неприпустимі, тому що підвищують навантаження на учнів і схильні до розвитку перевтоми і, отже, неврозів.

Під час перерви діти відпочивають від розумової діяльності. Не слід використовувати зміни для підготовки до чергового уроку. Учні виходять у провітряне рекреаційне приміщення або на відкритий спортмайданчик (залежно від погоди). На великій перерві пропонуються гарячі сніданки.

Тема 2. ВПЛИВ СПАДЩОСТІ ТА СЕРЕДОВИЩА НА РОЗВИТОК ДИТЯЧОГО ОРГАНІЗМУ

2.1. Спадковість та її роль у процесах зростання та розвитку

Спадковістю називається передача батьківських ознак дітям. Деякі спадкові якості (форма носа, колір волосся, очей, контури обличчя, музичний слух, співочий голос та ін.) не вимагають для своєї фіксації використання будь-яких приладів, інші, пов'язані з цитоплазмою та ядерною ДНК (обміном речовин, групою крові, повноцінністю набору хромосом та ін), припускають проведення досить складних досліджень.

Зростання та розвиток дитини залежать від отриманих спадкових задатків, проте велика роль та навколишнього середовища. Прийнято розрізняти сприятливу та несприятливу (або обтяжену) спадковість. Задатки, що забезпечують гармонійний розвиток здібностей та особистості дитини, належать до сприятливої ​​спадковості. Якщо для розвитку цих задатків не буде створено відповідних умов, то вони згасають, не досягаючи рівня розвитку обдарованості батьків. Наприклад, не розвивається співочий голос, музичний слух, здатність до малювання тощо.

Обтяжена спадковість не завжди може забезпечити нормальний розвиток дитини навіть у хорошому середовищі виховання. Зазвичай вона є причиною аномалій (відхилень від норми) і навіть каліцтв, а в ряді випадків і причиною тривалої хвороби та смерті. Крім цього, причиною аномалій у дітей може бути алкоголізм батьків та шкідливість їхньої професії (наприклад, робота, пов'язана з радіоактивними речовинами, отрутохімікатами, вібрацією).

Однак спадковість, особливо несприятливу, не слід вважати чимось неминучим. У деяких випадках вона піддається корекції та управлінню. Наприклад, розроблені способи лікування гемофілії – запровадження специфічного білка крові.

Народження дітей із несприятливою спадковістю можна уникнути, проконсультувавшись у лікарів-генетиків. Зокрема, такі консультації сприяють попередженню близьких шлюбів, які є причиною народження аномальних дітей.

Своєчасне виявлення у дітей успадкованих ознак дозволяє направити одних дітей до спецшкол для обдарованих, інших - до допоміжних шкіл. Діти з розумовими та фізичними аномаліями (розумно відсталі, глухі, сліпі) у допоміжних школах долучаються до суспільно корисної праці, опановують грамоту та підвищують свій інтелектуальний розвиток. Величезна заслуга у виправленні несприятливої ​​спадковості в дітей віком належить олигофрено-, сурдо- і тифлопедагогике.

Кваліфіковані педагоги у спецшколах удосконалюють математичні, музичні та інші задатки дітей, що пов'язані з величезним працею з розвитку. Педагог повинен знати, що батьки часто бачать у своєї дитини незвичайні здібності, хоча насправді вона може мати скромні задатки. Тому дуже важливо вчасно підказати батькам, як розвивати в дитині ту схильність, яка виявляється у неї і яку він, можливо, успадкував від дідів, а не батьків. Таке прояв здібностей пов'язані з особливістю спадковості: її тривалої стійкістю, коли ознаки передаються протягом багатьох поколінь і який завжди виявляються у перших поколіннях (це так звана рецесивна спадковість).

Взаємини організму із середовищем. Засновник російської фізіології І.М. Сєченов писав, що "організм без довкілля, що підтримує його існування, неможливий, тому в наукове визначення організму має входити і середовище, що впливає на нього". Отже, поза природою та соціальним середовищем, по суті, немає й людини.

І.П. Павлов, розвиваючи це положення, дійшов висновку, що про людину необхідно говорити як про цілісний організм, який тісно взаємопов'язаний із зовнішнім середовищем і існує лише доти, доки зберігається врівноважений стан його та навколишнього середовища. У зв'язку з цим усі рефлекси розглядалися Павловим як реакції постійного пристосування до зовнішнього світу (наприклад, пристосування людини до різних кліматичних умов або різного середовища проживання).

Таким чином, розвиток людини не можна адекватно оцінити без урахування того середовища, в якому вона живе, виховується, працює, без урахування тих, з ким вона спілкується, а функції її організму - без урахування гігієнічних вимог, що висуваються до робочого місця, домашньої обстановки, без обліку взаємовідносин людини з рослинами, тваринами та ін.

2.2. Людина та рослини

Світ флори - величезна комора, що дає людині необхідні поживні речовини, які синтезуються рослинами. З рослинної сировини людина виготовляє ліки, одяг, будує житла тощо. буд. Завдяки специфіці життєдіяльності рослини очищають повітря від вуглекислого газу та заповнюють спад кисню в атмосфері.

Але рослинний світ не можна повністю оцінити, не вивчивши таких його представників, як бактерії, грибки, дріжджі, які грають особливу роль процесах життєдіяльності всіх організмів. На відміну від зелених рослин вони позбавлені хлорофілу, необхідного для синтезу вуглеводів, але мають здатність викликати бродильні процеси (це пов'язано з отриманням спиртів, скисанням молока і т. д.). Серед них є як корисні та потрібні людині мікроорганізми, так і шкідливі, до яких належать і збудники хвороб.

Мікроскопічні представники рослинного світу різноманітні за формою та біологічними властивостями. Наприклад, деякі з них мають кулясту форму, тому їх називають коками (від грец. kokkos – зерно). Під мікроскопом їх можна побачити лежачими або групами, як грона винограду (стафілококи), або ланцюжками, як намисто (стрептококи), або парами (гонококи). Перші менш небезпечні, ніж останні, але вони хвороботворні.

Ряд представників мікроорганізмів має вигляд паличок. Вони називаються бацилами, або бактеріями (від грец. bakterion – паличка). Деякі паличкоподібні мікроби в ході еволюції перетворилися на штопороподібні – спірили, або спірохети (наприклад, збудник сифілісу). Інші паличкоподібні бактерії згодом під впливом певних чинників зігнулися як коми. У живій культурі вони здійснюють коливальні рухи. Це вібріони (наприклад, вібріон Ель-Тор – збудник холери).

Щодо людини мікроорганізми поділяються на сапрофіти (це мікроби, які не завдають організму шкоди, що живляться відмерлими клітинами епітелію або залишками неперетравленої їжі в кишечнику) і паразитів - мікробів, що руйнують організм. Боліснотворні мікроорганізми можуть проникати в тіло людини або тварини. Цей процес називають зараженням чи інфікуванням. Мікроби-паразити, потрапляючи в організм, можуть вражати його повільно (як стафілококи) або різко і раптово (гостро), тому хвороби, що їх викликають, називають гострими (наприклад, дифтерія, дизентерія та ін.).

Людина бореться з мікробами, застосовує дезінфекцію, знищуючи збудників у зовнішньому середовищі фізичними методами (високою температурою, парою під тиском, ультрафіолетовими променями та ін.), механічними, хімічними (розчинами кислот, солей, лугів та ін.) та біологічними засобами (антибіотиками т. д.). Ці заходи запобігають зараженню організму, підвищують його стійкість. Таким чином, у взаємодії з мікросвітом людина повинна дотримуватися норм і правил, розроблених гігієною (шкільною, комунальною, гігієною харчування тощо).

2.3. Людина та тварини

Життя людини неможливе без взаємин із вищими та нижчими тваринами. Більшість вищих тварин є джерелом м'яса, молока, сировини для виготовлення одягу та взуття тощо. Але вони можуть завдати людині і істотної шкоди. Наприклад, хвора тварина стає переносником збудників інфекції.

Хвороби, якими людина заражається від тварин, називаються зоонозними. Щоб знищити їх збудників, проводять дезінфекцію та дезінсекцію (знищення комах, гризунів та ін.). Домашні тварини, заражені такими небезпечними хворобами, як сап, чума, сказ, підлягають знищенню.

Мікроскопічні тварини є рикетсії, які видно тільки в електронний мікроскоп. Ріккетсії – збудники низки захворювань, які називаються рикетсіозами. З них для людини найбільш небезпечний висипний тиф.

З найпростіших одноклітинних тварин, які паразитують у людини, можна назвати дизентерійну амебу та плазмодія – збудника малярії. Переносниками першої є мухи та хвора людина, плазмодіїв поширюють малярійні комарі.

Деякі хвороби викликаються різними видами глистів. Їх називають гельмінтами, а хвороби – гельмінтозами.

Для боротьби з антропонозними хворобами, що вражають тільки людей, збудники яких відносяться до світу тварин і рослин, використовуються сироватки та вакцини.

Сироватка - це продукт крові людини або тварини, позбавлений формених елементів і деяких білків, але містить специфічні речовини проти тієї чи іншої хвороби.

Спеціально приготовлена ​​культура із вбитих чи ослаблених збудників хвороби (наприклад, проти поліомієліту, туберкульозу та ін.) називається вакциною.

2.4. Вплив вірусів на організм людини

Велику групу паразитів людини, тварин та рослин утворюють віруси. Вони можуть викликати ряд важких захворювань, таких як натуральна та вітряна віспа, поліомієліт та ін. Віруси вивчаються спеціальною наукою – вірусологією.

Віруси є своєрідними живими істотами, внутрішньоклітинними паразитами рослин, тварин, людини та мікроорганізмів. У них немає клітинної структури та автономного обміну речовин. Одиниця (або індивід) зрілого вірусу називається вібріоном, генетичним матеріалом його служить одна молекула нуклеїнової кислоти (РНК або ДНК), захищена білковим футляром. Розмножуються віруси лише у клітинах організму господаря, т. е. там, де паразитують.

У медицині для профілактики вірусних захворювань застосовують стерилізацію (обробку високою температурою, хімічними розчинами), опромінення ультрафіолетовими променями природного та штучного походження, рентгенівськими променями.

Джерела збудників. Шляхи передачі хвороби. Хворі або тварини можуть бути джерелом поширення багатьох хвороб. Збудники поширюються з повітрям, що видихається, мокротинням, каловими і блювотними масами, виділеннями гнійних ран, виразок і волоссям, що випадає. Ті збудники хвороби, які виділяються джерелом у довкілля, зберігаються живими чи гинуть. Проникнувши в організм, вони починають розмножуватися і паразитувати, завдаючи шкоди.

У ланцюжку пересування збудників від хворого організму до здорового істотну роль відіграють терміни перебування у зовнішньому середовищі, а також ступінь стійкості їх до різних її факторів. Перебуваючи поза організмом, збудники гинуть за кілька діб чи годин, піддаються впливу дезинфікуючих засобів, але з них (наприклад, збудники сибірки та інших.) можуть зберігати життєздатність протягом кількох років.

Виділяються такі шляхи передачі збудників від хворого організму до здорового.

1. Можливий контактний шлях передачі через зіткнення з хворим. Контакт буває прямим (укус, поцілунок тощо. буд.) і непрямим, які мають зіткнення з предметами, вживаними хворим (наприклад, посуд, їжа та інших.). У такий спосіб передаються дифтерія, віспа натуральна, хвороба Боткіна, інші захворювання.

Можливі випадки, коли збудники хвороби передаються через осіб, які доглядають хворих і не дотримуються санітарно-гігієнічних вимог. Цей вид передачі збудників називається передачею третій особі.

Щоб уникнути зараження, не слід входити до кімнати заразного хворого, цілуватися з ним та підтримувати інші види контакту (наприклад, користуватися його речами тощо).

2. Повітряно-крапельний шлях - це передача мікробів повітрям і з краплинами слини при кашлі і чханні. Таким шляхом передаються грип, дифтерія, кір та інші інфекції. Постійне провітрювання приміщень (класів, квартир), систематичне прибирання з використанням засобів дезінфікування, опромінення ультрафіолетовими променями сприяють попередженню зараження.

3. Найбільш небезпечним є водно-харчовий шлях поширення інфекційних захворювань, коли збудники потрапляють в організм із зараженою водою чи їжею. Цей шлях зараження наймасовіший, ним передаються збудники шлунково-кишкових захворювань (дизентерії, інфекційної жовтяниці та інших.).

Щоб запобігти шлунково-кишковим захворюванням, крім правил особистої гігієни, треба перед вживанням ретельно мити овочі, фрукти та ягоди гарячою кип'яченою водою. Особливо уважно потрібно ставитись до якості питної води та приготовленої їжі.

4. Трансмісивний шлях передбачає передачу збудників хвороби за допомогою комах. При цьому частина комах переносить збудників на своєму тілі та кінцівках (наприклад, мухи), інші виділяють збудників зі слиною при укусі (наприклад, воші). Деякі тварини переносять паразитів (наприклад, миші та щури – бліх, заражених чумою). Способами боротьби з поширенням інфекції є дератизація, дезінсекція та дезінфекція, а також лікування хворих тварин та людей (у тому числі бацилоносіїв); медичний контроль за м'ясомолочними продуктами та фермами, місцями продажу готової їжі та харчових продуктів.

2.5. Гігієна одягу та взуття

Гігієнічні вимоги до одягу залежать від умов його експлуатації та особливостей діяльності людини. Для виготовлення одягу заборонено використання матеріалів, що виділяють хімічні речовини у кількостях, що перевищують гранично допустимі норми. Полімерні матеріали для одягу повинні мати хімічну стабільність, тобто не виділяти в довкілля різні токсичні для організму інгредієнти. Матеріали для одягу можуть містити неполімеризовані мономери, а також компоненти різних допоміжних речовин, що використовуються для обробки натуральних та синтетичних тканин (просочування, апрети та ін.).

Методи дослідження. При гігієнічній оцінці одягу досліджують матеріали, з яких він виготовлений, та проводять фізіолого-гігієнічне дослідження експериментальних та дослідних зразків.

Щоб визначити вміст токсичних речовин, використовують новітні методи кількісного аналізу, у тому числі хроматографічні, спектрофотометричні та ін. Якщо відсутні відомості про токсичні властивості та характер їх впливу на організм, проводять токсикологічне дослідження на експериментальних тваринах (мишах, щурах, морських свинках). Використовуючи сучасні біохімічні, фізіологічні, імунологічні, патоморфологічні та інші методи дослідження, вивчають місцево-дратівливу, алергенну, резорбтивну дію. Оцінюючи матеріали, призначені для дитячого одягу, проводять токсикологічні експерименти на тварин, що ростуть, враховуючи їх вікову реактивність.

Даючи оцінку матеріалу для виготовлення одягу з гігієнічної точки зору, аналізують тепло- та вологопровідність, гігроскопічність, повітропроникність. Крім того, визначають механічні властивості матеріалів, тобто товщину під навантаженням, еластичність, розтяжність. У зв'язку з широким застосуванням полімерів виникла необхідність гігієнічної оцінки текстильних матеріалів на рівень напруженості електростатичного поля та термін стікання заряду з нього.

Гігієнічні вимоги до окремих видів одягу. До кожного шару одягу розробляються окремі гігієнічні вимоги. Так, літній одяг не повинен ускладнювати тепловіддачу та випаровування поту. Тому для її виготовлення рекомендуються матеріали з хорошою гігроскопічності (не менше 7%), повітропроникністю (не менше 330-370 град. на 1 куб. дм), невисокими термічним опором (0,09-0,11 град. на 1 ккал) і напругою електростатичного поля.

Встановлено, що чим світліший одяг, тим більше променів він відбиває, тим менше він поглинає їх і менше нагрівається. Тому для літа гарний світлий одяг, а для зими - темний, що поглинає більше тепла. Найкращими матеріалами для літнього одягу є бавовняні, натуральні лляні та штучні (віскозні, шовкові) тканини, що мають гарну повітропроникність і вологопровідність і мають невеликий термічний опір.

Ще одним важливим показником властивостей одягу є його водоємність, тобто здатність тканини просочуватися водою: чим більше повітря, що є в порах тканини одягу, замінюється водою, тим менша її повітропроникність і тим більша її теплопровідність. У результаті під одягом накопичується піт і гази, що виділяються шкірою (вуглекислий газ, окис вуглецю та ін), значно збільшуються втрати тепла, що погіршує самопочуття і знижує працездатність. Крім цього, просочування одягу водою збільшує його вагу.

Найменшу водоємність і найбільшу повітропроникність при намоканні має вовняна тканина. Наприклад, водоємність вовняної фланелі становить 13 %, бавовняної фланелі - 18,6 %, трико бавовняної - 27,2 %, трико шовкової - 39,8 %, трико лляної - 51,7 %. Тому при низькій температурі повітря і під час випадання дощу або снігу фізичну роботу найкраще виконувати в одязі з вовняної тканини, а влітку - в льодовому одязі. Допустимо використання матеріалів із суміші натуральних, віскозних штучних волокон із синтетичними поліефірними, при цьому частка останніх повинна становити не більше 30-40 %.

Матеріали для зимового одягу повинні мати високі теплоізоляційні властивості, а його верхній шар повинен мати невелику повітропроникність, щоб забезпечити захист від вітру. У холодну пору року раціональним є одяг із щільних, пористих тканин з хорошими теплозахисними властивостями (вовняні, напіввовняні та ін.). Доцільно носити одяг із суміші віскози з натуральними (вовною) та синтетичними волокнами, вміст яких має становити приблизно 40-45 %.

Верхній одяг (костюми, пальта) шиють із матеріалів значної товщини та пористості (драпа, сукна). Необхідний захист від вітру забезпечують прокладки з матеріалів із низькою повітропроникністю. Крім того, для верхнього шару застосовують синтетичні матеріали, що зменшує масу одягу на 30-40%. Одяг тим гігієнічніший, чим менша його вага.

Для верхнього шару найкращими тканинами вважаються ті, які погано вбирають вологу і швидко її віддають, тобто тканини, у яких швидкість випаровування вологи більша, а час висихання менший. З синтетичних матеріалів найбільшою швидкістю випаровування з поверхні мають лавсан, нітрон і капрон. Для того щоб надати водовідштовхувальні властивості, багато цих тканин обробляються спеціальними просоченнями і латексами.

Головна роль тепловіддачі належить теплопровідності одягу, яка залежить від пористості, тобто від вмісту повітря в тканині. Так як повітря є поганим провідником тепла, то чим більше пористість тканини, тим менше вона проводить тепло, отже, тим менше тепловіддача. Пористість хутра в середньому становить 95-97%, вовни – до 92%, фланелі – 89-92%, трико – 73-86%, лляних тканин – 37%. Зрозуміло, що хутряний та вовняний одяг краще зберігає тепло, ніж лляний, тому він більш придатний для зими, а лляний - для літа.

Нижня білизна повинна бути світлою, м'якою, легкою і мати велику повітропроникність і гігроскопічність. Найбільш практично і доцільно в'язана білизна з трикотажу або тонкого бавовняного (або лляного) полотна. Така білизна добре стирається. Вовняна білизна дратує шкіру і стирається гірше. Нижню білизну як мінімум один раз на тиждень потрібно міняти, тому що на ній накопичуються бруд, продукти виділення та мікроби. Влітку, а також при інтенсивній м'язовій роботі спідня білизна змінюється частіше. Для постільної білизни підходить бавовняна або лляна тканина. Постільна білизна також необхідно міняти та прати один раз на тиждень.

Головний убір для літа має бути світлим, зручним, легким, добре пропускати повітря, не тиснути на голову та захищати її від дії прямих сонячних променів. Зимовий головний убір має бути, навпаки, темним, легким і містити в порах багато повітря.

Гігієнічні вимоги до дитячого одягу. Оскільки шкіра дітей має відносно велику поверхню, вона тонша і ніжніша і, крім того, містить до однієї третини всієї крові організму, то тепловіддача через шкіру у дітей більше, ніж у дорослих. У зв'язку з цим гігієнічні вимоги до одягу дитини набагато суворіші, ніж для одягу дорослих.

Верхній одяг дітей і підлітків повинен бути влітку світлим, взимку - темним, вільно облягати тіло, не перешкоджати диханню, кровообігу, не обмежувати рухів, тобто відповідати розмірам тіла. Розміри одягу дитини зі зростанням збільшуються. Одяг, зшитий не за розміром, може викликати травми у дітей, тому що він має властивість зачіпати навколишні предмети. Необхідно уникати стягування тіла поясами, резинками. Взимку не можна укутувати дітей, одягати одяг, що не відповідає температурі повітря. Навпаки, враховуючи велику рухливість дітей, їхній зимовий одяг має бути трохи менш теплим, ніж це потрібно для підтримки температури тіла у спокої. На дітей не слід надягати важкі шуби, що стискують рухи. Дитячий одяг має бути зручним і легким, тому що важкий одяг сприяє появі у дитини сколіозу та формуванню неправильної постави, у такому одязі діти швидко втомлюються. Крім того, тісний одяг може порушувати кровообіг, дихання.

Для одягу дітей раннього віку краще використовувати матеріали з натуральних волокон (бавовни, вовни). Слід уникати застосування синтетичних волокон, а також матеріалів, оброблених різними просоченнями.

Гігієнічні вимоги до взуття. Конструкція взуття та матеріал, з якого вона виготовлена, повинні відповідати гігієнічним вимогам. Насамперед взуття повинне забезпечувати фізіологічні функції стопи, відповідати її анатомо-фізіологічним особливостям, не здавлювати її, не порушувати крово- та лімфообіг, іннервацію, не викликати потертостей. Взуття має бути довшим за стопу на 10-15 мм. Не рекомендується носити тісне та вузьке взуття, оскільки це може призвести до деформації стопи, обмеження рухливості суглобів, порушення кровообігу та іннервації.

Висота каблука є однією з конструкційних особливостей взуття, що впливають на опорно-руховий апарат стопи. Носіння взуття на високих підборах (7 см і більше) призводить до скорочення литкових м'язів, розслаблення передніх м'язів гомілки та зв'язок стопи. Внаслідок цього нога стає вкрай нестійкою у зв'язку з переміщенням центру тяжкості вперед, а центру опори – на зігнуті пальці та каблук. Це тим, що площа опори взуття на високих підборах на 30-40 % менше, ніж в взуття на низьких підборах. Часто це призводить до підгортання стопи, розтягнення зв'язок, а також вивихів гомілковостопного суглоба. Особливо небезпечне таке взуття взимку. Взуття на високому підборі сприяє виникненню сколіозу, змінює нормальну форму тазу, призводить до усунення внутрішніх органів та появи больових відчуттів. Раціональною висотою каблука, яка забезпечує оптимальну м'язову рівновагу між згиначами та розгиначами стопи, амортизацію при ходьбі та збереження склепіння стопи, є для чоловіків 20-30 мм, для жінок – 20-40 мм, для дітей (залежно від віку) – 10- 30мм. При цьому носок взуття повинен відповідати ширині та обрисам переднього краю стопи.

Взуття повинне бути м'яким, легким, водовідштовхувальним, не змінювати форму і розмір після зволоження та висушування. В умовах холодної та середньої кліматичної зони потрібно носити взуття із малотеплопровідних матеріалів.

Стопа дорослої людини протягом 1 години у стані спокою виділяє до 3 мл поту, а при фізичній роботі - близько 8-12 мл. Волога, накопичуючись у взутті, дратує шкіру, сприяє появі потертостей, мацерації епідермісу, виникненню різних шкірних захворювань. Тому взуття, призначене для літнього періоду, має забезпечувати вентиляцію внутрішньовзуттєвого простору за рахунок фізичних властивостей матеріалів (повітропроникності, гігроскопічності та ін.), а також завдяки конструкційним особливостям (перфорації верху, наявності відкритих ділянок тощо), що дозволяє уникати перегріву стопи та скупчення поту. Найкращим матеріалом для літнього взуття є натуральна шкіра. Взуття також виготовляють із штучних та синтетичних матеріалів.

Взуття дитини не повинно обмежувати рухів стопи, особливо пальців. Тісне взуття затримує зростання стопи, деформує її, викликає потертості, ускладнює нормальний кровообіг. Занадто вільне взуття також може викликати потертість. Тому при конструюванні взуття для дітей необхідно враховувати особливості дитячої стопи: слід повинен бути променеподібної форми з широким носком, піднятим верхом, прямим внутрішнім краєм та заглибленням для п'яти та плюсне-фалангової частини. Взуття для дітей молодшого віку має добре фіксуватися на нозі.

Правильне формування стопи залежить від частини п'яти взуття (задника і каблука), тому задник дитячого взуття роблять особливо міцним, твердим і стійким.

Тема 3. ЗАКОНОМІРНОСТІ ОНТОГЕНЕТИЧНОГО РОЗВИТКУ ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУ

3.1. Особливості функцій та будови опорно-рухового апарату

Органи руху являють собою єдину систему, де кожна частина та орган формуються та функціонують у постійній взаємодії один з одним. Елементи, що входять до системи органів руху, поділяють на дві основні категорії: пасивні (кістки, зв'язки та суглоби) та активні елементи органів руху (м'язи).

Розмір та форма тіла людини значною мірою визначається структурною основою – скелетом. Скелет забезпечує опорою та захистом все тіло та окремі органи. У складі скелета є система рухомо зчленованих важелів, що приводиться в рух м'язами, завдяки чому і відбуваються різноманітні рухи тіла та його частин у просторі. Окремі частини кістяка служать не лише вмістилищем життєво важливих органів, а й забезпечують їхній захист. Наприклад, череп, грудна клітка та таз служать захистом мозку, легень, серця, кишечника та ін.

До недавнього часу панувала думка про те, що роль скелета в організмі людини обмежена функцією опори тіла і участю в русі (це і спричинило появу терміна "опорно-руховий апарат"). Завдяки сучасним дослідженням уявлення про функції кістяка значно розширилося. Наприклад, скелет бере активну участь в обміні речовин, а саме у підтримці на певному рівні мінерального складу крові. Такі речовини, що входять до складу скелета, як кальцій, фосфор, лимонна кислота та інші, при необхідності легко вступають в обмінні реакції. Функція м'язів також не обмежується включенням кісток у рух і виконанням роботи, багато м'язів, оточуючи порожнини тіла, захищають внутрішні органи.

Загальні відомості про скелет. Форма кісток. Людський скелет за будовою схожий зі скелетом вищих тварин, але має цілу низку особливостей, які пов'язані з прямоходінням, пересуванням на двох кінцівках, високим розвитком руки та головного мозку.

Скелет людини - це система, що складається з 206 кісток, з них 85 парних та 36 непарних. Кістки є органами тіла. Вага скелета у чоловіка становить приблизно 18% ваги тіла, у жінки – 16%, у новонародженого – 14%. До складу скелета входять кістки різних величин і форм.

За формою кістки поділяються на:

а) довгі (перебувають у скелеті кінцівок);

б) короткі (розташовані в зап'ясті та передплюсні, тобто там, де одночасно необхідні велика міцність і рухливість скелета); в) широкі чи плоскі (утворюють стінки порожнин, у яких перебувають внутрішні органи - тазова кістка, кістки мозкового черепа); г) змішані (мають різну форму).

З'єднання кісток. Кістки зчленовуються різними способами. За ступенем рухливості розрізняють зчленування:

а) нерухомі;

б) малорухливі; в) рухливі сполуки кісток, чи суглоби.

Нерухоме з'єднання утворюється в результаті зрощення кісток, при цьому рухи можуть бути вкрай обмеженими або зовсім відсутніми. Наприклад, нерухомість кісток мозкового черепа забезпечується тим, що численні виступи однієї кістки входять у відповідне поглиблення іншої. Подібне з'єднання кісток називається швом.

Наявність пружних хрящових прокладок між кістками забезпечує невелику рухливість. Наприклад, такі прокладки є між окремими хребцями. Під час скорочення м'язів прокладки стискаються, а хребці зближуються. При активних рухах (ходьбі, бігу, стрибках) хрящ діє як амортизатор, тим самим пом'якшуючи різкі поштовхи і оберігаючи тіло від струсу.

Найчастіше зустрічаються рухливі з'єднання кісток, що забезпечується суглобами. Кінці кісток, що утворюють суглоб, покриті гіаліновим хрящем завтовшки від 0,2 до 0,6 мм. Цей хрящ дуже еластичний, має гладку блискучу поверхню, тому значно зменшується тертя між кістками, що полегшує їх рух.

Із дуже щільної сполучної тканини утворюється суглобова сумка (капсула), яка оточує ділянку зчленування кісток. Міцний зовнішній (фіброзний) шар капсули міцно з'єднує між собою кістки, що зчленовуються. Усередині капсула вистелена синовіальною оболонкою. У порожнині суглоба знаходиться синовіальна рідина, яка діє як мастило і також сприяє зменшенню тертя.

Зовні суглоб укріплений зв'язками. Ряд суглобів зміцнюється зв'язками і всередині. Крім того, всередині суглобів є особливі пристрої, які збільшують зчленовані поверхні: губи, диски, меніски зі сполучної тканини та хряща.

Порожнина суглоба є герметично замкненою. Тиск між суглобовими поверхнями завжди негативний (менше атмосферного), у зв'язку з чим зовнішній атмосферний тиск перешкоджає їх розбіжності.

Типи суглобів. За формою суглобової поверхні та по осях обертання виділяють суглоби:

а) із трьома;

б) із двома; в) з однією віссю обертання.

Першу групу складають кулясті суглоби - найбільш рухливі (наприклад, суглоб між лопаткою та плечовою кісткою). Суглоб між безіменною кісткою та стегном, званий горіховим, є різновидом кулястого суглоба.

Другу групу складають еліпсоподібні (наприклад, суглоб між черепом і першим шийним хребцем) та сідлоподібні суглоби (наприклад, суглоб між п'ясткою кісткою першого пальця руки та відповідною кісткою зап'ястя).

До третьої групи відносяться блоковидні (суглоби між фалангами пальців), циліндричні (між ліктьовою та променевою кістками) та гвинтоподібні суглоби (утворюючі ліктьовий суглоб).

Будь-яке незакріплене тіло має шість ступенів свободи, тому що виробляє три поступальні і три обертальні рухи по осях координат. Закріплене тіло може лише обертати. Оскільки всі ланки тіла закріплені, суглоби з трьома осями обертання є найбільш рухливими та мають три ступені свободи. Суглоби з двома осями обертання менш рухливі, тому мають два ступені свободи. Один ступінь свободи, а отже, найменшу рухливість мають суглоби з однією віссю обертання.

Будова кістки. Кожна кістка є складним органом, що складається з кісткової тканини, окістя, кісткового мозку, кровоносних і лімфатичних судин і нервів. За винятком поверхонь, що з'єднуються, вся кістка покрита окістям - тонкою сполучно-тканинною оболонкою, багатою нервами і судинами, які проникають з неї в кістку через особливі отвори. До окістя прикріплюються зв'язки та м'язи. Клітини, що становлять внутрішній шар окістя, ростуть і розмножуються, чим забезпечується зростання кістки в товщину, а у разі перелому - утворення кісткової мозолі.

Розпилявши трубчасту кістку вздовж довгої осі, можна побачити, що на поверхні розташована щільна (або компактна) речовина кістки, а під нею (у глибині) - губчаста. У коротких кістках, таких як хребці, переважає губчаста речовина. Залежно від навантаження, яке зазнає кістка, компактна речовина утворює шар різної товщини. Губчаста речовина утворюється дуже тонкими кістковими перекладинами, орієнтованими паралельно лініям основних напруг. Це дозволяє кістки витримувати значні навантаження.

Щільний шар кістки має пластинчасту будову і схожий на систему вставлених один в одного циліндрів, що також надає кістки міцність та легкість. Між пластинками кісткової речовини лежать клітини кісткової тканини. Кісткові пластинки складають міжклітинну речовину кісткової тканини.

Трубчаста кістка складається з тіла (діафіза) та двох кінців (епіфізів). На епіфізах розташовуються суглобові поверхні, які покриті хрящем, що беруть участь у освіті суглоба. На поверхні кісток розміщуються горби, горбики, борозни, гребені, вирізки, до яких прикріплюються сухожилля м'язів, а також отвори, через які проходять судини та нерви.

Хімічний склад кістки. Висушена і знежирена кістка має наступний склад: органічні речовини - 30%; мінеральні речовини - 60%; вода - 10%.

До органічних речовин кістки відносять волокнистий білок (колаген), вуглеводи та багато ферментів.

Мінеральні речовини кістки представлені солями кальцію, фосфору, магнію та багатьма мікроелементами (такими як алюміній, фтор, марганець, свинець, стронцій, уран, кобальт, залізо, молібден та ін.). Скелет дорослої людини містить близько 1200 г кальцію, 530 г фосфору, 11 г магнію, тобто 99% всього кальцію, що є в тілі людини, міститься в кістках.

У дітей у кістковій тканині переважають органічні речовини, тому їх скелет більш гнучкий, еластичний, легко деформується при тривалому та тяжкому навантаженні або неправильних положеннях тіла. Кількість мінеральних речовин у кістках з віком збільшується, у зв'язку з чим кістки стають тендітнішими і частіше ламаються.

Органічні та мінеральні речовини роблять кістку міцною, твердою та пружною. Міцність кістки забезпечується також її структурою, розташуванням кісткових перекладин губчастої речовини відповідно до напрямку сил тиску та розтягування.

Кістка твердіша за цеглу в 30 разів, граніту - в 2,5 рази. Кістка міцніша за дуб. За міцністю вона в дев'ять разів перевершує свинець і майже так само міцна, як чавун. У вертикальному положенні стегнова кістка людини витримує тиск вантажу до 1500 кг, а великогомілкова кістка - до 1800 кг.

Розвиток кісткової системи у дитинстві та юності. У період внутрішньоутробного розвитку у дітей скелет складається із хрящової тканини. Крапки окостеніння виникають через 7-8 тижнів. Новонароджений має закостенілі діафізи трубчастих кісток. Після народження процес окостеніння продовжується. Терміни появи точок окостеніння та закінчення окостеніння різні для різних кісток. При цьому для кожної кістки вони відносно постійні, за ними можна судити про нормальний розвиток скелета у дітей та їх вік.

Скелет дитини відрізняється від скелета дорослої людини своїми розмірами, пропорціями, будовою та хімічним складом. Розвиток скелета в дітей віком визначає розвиток тіла (наприклад, мускулатура розвивається повільніше, ніж росте скелет).

Існує два шляхи розвитку кістки.

1. Первинне окостеніння, коли кістки розвиваються безпосередньо із зародкової сполучної тканини - мезенхіми (кістки склепіння черепа, лицьової частини, частково ключиця та ін.). Спочатку утворюється скелетогенний мезенхімний синцитій. У ньому закладаються клітини - остеобласти, які перетворюються на кісткові клітини - остеоцити, і фібрили, просочені солями кальцію і перетворюються на кісткові пластинки. Таким чином, кістка розвивається із сполучної тканини.

2. Вторинне окостеніння, коли кістки спочатку закладаються у вигляді щільних мезенхімних утворень, що мають приблизні контури майбутніх кісток, потім перетворюються на хрящові тканини і замінюються кістковими тканинами (кістки основи черепа, тулуба та кінцівок).

При вторинному окостеніння розвиток кісткової тканини відбувається заміщенням і зовні, і усередині. Зовні утворення кісткової речовини відбувається остеобластами окістя. Усередині окостеніння починається з утворення ядер окостеніння, поступово хрящ розсмоктується та заміщається кісткою. У міру зростання кістка розсмоктується зсередини спеціальними клітинами – остеокластами. Наростання кісткової речовини йде зовні. Зростання кістки в довжину відбувається за рахунок утворення кісткової речовини в хрящах, розташованих між епіфізом та діафізом. Ці хрящі поступово зрушуються у бік епіфіза.

Багато кісток в людському організмі закладаються не повністю, а окремими частинами, які потім зливаються в єдину кістку. Наприклад, тазова кістка спочатку складається з трьох частин, що зливаються разом до 14-16 років. Також закладаються трьома основними частинами та трубчасті кістки (ядра окостеніння у місцях утворення кісткових виступів не враховуються). Наприклад, великогомілкова кістка у зародка спочатку складається з суцільного гіалінового хряща. Окостеніння починається в середній частині приблизно на восьмому тижні внутрішньоутробного життя. Заміщення на кістку діафіза відбувається поступово і спочатку йде зовні, а потім зсередини. При цьому епіфізи залишаються хрящовими. Ядро окостеніння у верхньому епіфізі з'являється після народження, а в нижньому – на другому році життя. У середній частині епіфізів кістка спочатку росте зсередини, потім зовні, в результаті чого залишаються відокремлюють діафіз від епіфізів два прошарки епіфізарного хряща.

У верхньому епіфізі стегнової кістки утворення кісткових балочок відбувається у віці 4-5 років. Після 7-8 років вони подовжуються і стають однорідними та компактними. Товщина епіфізарного хряща до 17-18 років сягає 2-2,5 мм. До 24 років зростання верхнього кінця кістки закінчується і верхній епіфіз зростається з діафіз. Нижній епіфіз приростає до діа-фіза ще раніше – до 22 років. Із закінченням окостеніння трубчастих кісток припиняється їхнє зростання в довжину.

Процес окостеніння. Загальне окостеніння трубчастих кісток завершується до кінця статевого дозрівання: у жінок – до 17-21, у чоловіків – до 19-24 років. Через те, що у чоловіків статеве дозрівання закінчується пізніше, ніж у жінок, вони мають у середньому вищий ріст.

З п'яти місяців до півтора року, тобто коли дитина стає на ноги, відбувається основний розвиток пластинчастої кістки. До 2,5-3 років залишки грубоволокнистої тканини вже відсутні, хоча протягом другого року життя більша частина кісткової тканини має пластинчасту будову.

Знижена функція залоз внутрішньої секреції (передньої частини аденогіпофіза, щитовидної, навколощитовидної, вилочкової, статевих) та нестача вітамінів (особливо вітаміну D) можуть викликати затримку окостеніння. Прискорення окостеніння відбувається при передчасному статевому дозріванні, підвищеній функції передньої частини аденогіпофіза, щитовидної залози та кори надниркових залоз. Затримка та прискорення окостеніння найчастіше виявляються до 17-18 років, і різниця між "кістковим" та паспортним віком може досягти 5-10 років. Іноді з одного боку тіла окостеніння відбувається швидше чи повільніше, ніж з інший.

З віком хімічний склад кісток змінюється. Кістки дітей містять більше органічних речовин та менше неорганічних. У міру зростання значно збільшується кількість солей кальцію, фосфору, магнію та інших елементів, змінюється співвідношення між ними. Так, у маленьких дітей у кістках найбільше затримується кальцію, однак у міру дорослішання відбувається зміщення у бік більшої затримки фосфору. Неорганічні речовини у складі кісток новонародженого становлять одну другу ваги кістки, у дорослого – чотири п'яті.

Зміна будови та хімічного складу кісток тягне і зміна їх фізичних властивостей. У дітей кістки більш еластичні та менш ламкі, ніж у дорослих. Хрящі у дітей також пластичніші.

Вікові відмінності в будові та складі кісток особливо виразно виявляються у кількості, розташуванні та будові гаверсових каналів. З віком їх кількість зменшується, а розташування та будова змінюються. Чим старша дитина, тим більше в кістках щільної речовини, у маленьких дітей більше губчастої речовини. До 7 років будова трубчастих кісток подібна до такої у дорослої людини, проте між 10-12 роками губчаста речовина кісток ще інтенсивніше змінюється, його будова стабілізується до 18-20 років.

Чим молодша дитина, тим більше окістя зрощена з кісткою. Остаточне розмежування між кісткою та окістям відбувається до 7 років. До 12 років щільна речовина кістки має майже однорідну будову, до 15 років зовсім зникають поодинокі ділянки розсмоктування щільної речовини, а до 17 років у ній переважають великі остеоцити.

З 7 до 10 років різко уповільнюється зростання кістково-мозкової порожнини в трубчастих кістках, остаточно формується з 11-12 до 18 років. Збільшення кістково-мозкового каналу відбувається паралельно із рівномірним зростанням щільної речовини.

Між пластинками губчастої речовини та в кістково-мозковому каналі знаходиться кістковий мозок. У зв'язку з великою кількістю кровоносних судин у тканинах новонароджені мають лише червоний кістковий мозок - у ньому відбувається кровотворення. З шести місяців починається поступовий процес заміни в діафізах трубчастих кісток червоного кісткового мозку на жовтий, що складається здебільшого з жирових клітин. Заміна червоного мозку закінчується до 12-15 років. У дорослих червоний кістковий мозок зберігається в епіфізах трубчастих кісток, у грудині, ребрах та хребті і становить приблизно 1500 куб. див.

Зростання переломів та утворення кісткової мозолі у дітей відбувається через 21-25 днів, у немовлят цей процес відбувається ще швидше. Вивихи у дітей до 10 років рідкісні через велику розтяжність зв'язкового апарату.

3.2. Види та функціональні особливості м'язової тканини дітей та підлітків

Загальні відомості про м'язи. У людському тілі налічується близько 600 кістякових м'язів. М'язова система становить значну частину загальної маси тіла. Так, у віці 17-18 років вона становить 43-44%, а у людей з хорошою фізичною підготовкою може досягати навіть 50%. У новонароджених маса всіх м'язів становить лише 23% маси тіла.

Зростання та розвитку окремих м'язових груп відбуваються нерівномірно. Насамперед у грудних дітей розвиваються м'язи живота, дещо пізніше - жувальні м'язи. М'язи дитини на відміну від м'язів дорослої людини блідіші, ніжніші та еластичніші. До кінця першого року життя помітно збільшуються м'язи спини та кінцівок, у цей час дитина починає ходити.

За період від народження до закінчення зростання дитини маса мускулатури збільшується в 35 разів. У 12-16 років (період статевого дозрівання) через подовження трубчастих кісток інтенсивно подовжуються і сухожилля м'язів. У цей час м'язи стають довгими і тонкими, через що підлітки виглядають довгоногими та довгорукими. У 15-18 років відбувається поперечне зростання м'язів. Їх розвиток продовжується до 25-30 років.

Будова м'язів. У м'язі розрізняють середню частину - черевце, що складається з м'язової тканини, і кінцеві ділянки - сухожилля, утворені щільною сполучною тканиною. Сухожиллями м'язи прикріплюються до кісток, проте це необов'язково. М'язи можуть прикріплюватися і до різних органів (очному яблуку), до шкіри (м'язи обличчя та шиї) і т. д. У м'язів новонародженого сухожилля розвинені досить слабо, і лише до 12-14 років встановлюються м'язово-сухожильні відносини, які характерні для м'язів. дорослої людини. М'язи всіх вищих тварин є найважливішими робочими органами – ефекторами.

М'язи бувають гладкі та поперечно-смугасті. В організмі людини гладкі м'язи знаходяться у внутрішніх органах, судинах та шкірі. Вони майже не контролюються центральною нервовою системою, тому їх (а також м'яз серця) іноді називають мимовільними. Ці м'язи мають автоматизм і власну нервову мережу (інтрамуральну, або метасимпатичну), що значною мірою забезпечує їх автономність. Регулювання тонусу та рухової активності гладких м'язів здійснюється імпульсами, що надходять через вегетативну нервову систему та гуморально (тобто через тканинну рідину). Гладка мускулатура здатна здійснювати досить повільні рухи та тривалі тонічні скорочення. Двигуна активність гладкої мускулатури часто має ритмічний характер, наприклад маятникоподібні та перистальтичні рухи кишечника. Тривалі тонічні скорочення гладких м'язів дуже чітко виражені у сфінктерах порожнистих органів, що перешкоджає виходу вмісту. Це забезпечує накопичення сечі у сечовому міхурі та жовчі у жовчному міхурі, оформлення калових мас у товстій кишці тощо.

Гладкі м'язи стінок кровоносних судин, особливо артерій та артеріол, перебувають у стані постійного тонічного скорочення. Тонус м'язового шару стінок артерій регулює величину їхнього просвіту і тим самим рівень кров'яного тиску та кровопостачання органів.

Поперечно-смугасті м'язи складаються з безлічі окремих м'язових волокон, які розташовані в загальному сполучнотканинному футлярі і кріпляться до сухожилля, які, у свою чергу, пов'язані зі скелетом. Поперечносмугасті м'язи поділяють на два типи:

а) паралельно-волокнистий (всі волокна паралельні довгій осі м'яза);

б) перистий (волокна розташовані косо, прикріплюючись з одного боку до центрального сухожильного тяжу, з другого - до зовнішнього сухожильному футляру).

Сила м'яза пропорційна числу волокон, тобто площі так званого фізіологічного поперечного перерізу м'яза, площі поверхні, що перетинає всі м'язові волокна, що діють. Кожне волокно скелетного м'яза - це тонке (діаметром від 10 до 100 мкм), довге (до 2-3 см) багатоядерне утворення - симпласт - що виникає в ранньому онтогенезі зі злиття клітин-міобластів.

Головною особливістю м'язового волокна є наявність у його протоплазмі (саркоплазмі) маси тонких (діаметром близько 1 мкм) ниток – міофібрил, які розташовані вздовж поздовжньої осі волокна. Міофібрили складаються з світлих і темних ділянок, що чергуються, - дисків. Причому в масі сусідніх міофібрил у поперечно-смугастих волокон однойменні диски розташовані на одному рівні, що і надає регулярну поперечну смугастість всьому м'язовому волокну.

Комплекс з одного темного та двох прилеглих до нього половин світлих дисків, обмежений тонкими Z-лініями, називається саркомером. Саркомери – це мінімальний елемент скорочувального апарату м'язового волокна.

Мембрана м'язового волокна – плазмалемма – має подібну будову з нервовою мембраною. Її відмінною особливістю є те, що вона дає регулярні Т-подібні вп'ячування (трубки діаметром 50 нм) приблизно на межах саркомірів. Впячування плазмалеми збільшують її площу, а отже, і загальну електричну ємність.

Всередині м'язового волокна між пучками міофібрил паралельно поздовжньої осі симпласту розташовуються системи трубочок саркоплазматичного ретикулума, що являє собою розгалужену замкнуту систему, тісно прилеглу до міофібрил і своїми сліпими кінцями (кінцевими цистернами) до Т-образ. Т-система та саркоплазматичний ретикулум - це апарати передачі сигналів збудження з плазмалеми на скорочувальний апарат міофібрил.

Зовні весь м'яз укладено в тонку сполучнотканинну оболонку - фасцію.

Скоротимість як основна властивість м'язів. Збудливість, провідність та скоротливість – основні фізіологічні властивості м'язів. Скоротимість м'язів полягає у укороченні м'яза чи розвитку напруги. Під час експерименту м'яз відповідає одиночним скороченням у відповідь одиночне роздратування. В організмі людини і тварин м'язи з центральної нервової системи одержують не поодинокі імпульси, а серію імпульсів, на які вони відповідають сильним, тривалим скороченням. Таке скорочення м'язів називається тетанічним (або тетанусом).

При скороченні м'язи виконують роботу, яка залежить від їхньої сили. Чим м'яз товщі, чим більше в ній м'язових волокон, тим він сильніший. М'яз при перерахуванні на 1 кв. см поперечного перерізу може підняти вантаж до 10 кг. Сила м'язів залежить і від особливостей прикріплення їх до кісток. Кістки і м'язи, що прикріплюються до них, являють собою своєрідні важелі. Сила м'яза залежить від того, як далеко від точки опори важеля і ближче до точки застосування сили тяжіння вона прикріплюється.

Людина здатна тривалий час зберігати однакову позу. Це називається статичною напругою м'язів. Наприклад, коли людина просто стоїть або тримає голову у вертикальному положенні (тобто робить так звані статичні зусилля), її м'язи перебувають у стані напруги. Деякі вправи на кільцях, паралельних брусах, утримання піднятої штанги вимагають такої статичної роботи, коли необхідно одночасне скорочення багатьох м'язових волокон. Зрозуміло, такий стан не може бути тривалим через стомлення, що розвивається.

Під час динамічної роботи скорочуються різні групи м'язів. При цьому м'язи, що здійснюють динамічну роботу, швидко скорочуються, працюють з великою напругою і тому швидко втомлюються. Зазвичай за динамічної роботи різні групи м'язових волокон скорочуються по черзі. Це дає м'язі можливість виконувати роботу тривалий час.

Керуючи роботою м'язів, нервова система пристосовує їхню роботу до поточних потреб організму, у зв'язку з цим м'язи працюють економно, з високим коефіцієнтом корисної дії. Робота стане максимальною, а втома розвиватиметься поступово, якщо для кожного виду м'язової діяльності підібрати середній (оптимальний) ритм та величину навантаження.

Робота м'язів є необхідною умовою їхнього існування. Якщо м'язи тривалий час не діють, розвивається атрофія м'язів, вони втрачають працездатність. Тренування, тобто постійна, досить інтенсивна робота м'язів, сприяє збільшенню їх обсягу, зростанню сили та працездатності, а це важливо для фізичного розвитку організму в цілому.

м'язовий тонус. У людини м'язи навіть у стані спокою дещо скорочені. Стан, при якому довго утримується напруга, називають тонусом м'язів. Тонус м'язів може трохи знижуватись, а тіло розслаблятися під час сну або наркозу. Повне зникнення м'язового тонусу відбувається лише після смерті. Тонічне скорочення м'язів не викликає втоми. Внутрішні органи утримуються у нормальному становищі лише завдяки тонусу м'язів. Розмір м'язового тонусу залежить від функціонального стану центральної нервової системи.

Тонус скелетних м'язів безпосередньо визначається надходженням до м'яза з великим інтервалом нервових імпульсів із рухових нейронів спинного мозку. Активність нейронів підтримується імпульсами, що йдуть з відділів центральної нервової системи, що лежать вище, від рецепторів (пропріорецепторів), які знаходяться в самих м'язах. Велика роль м'язового тонусу у забезпеченні координації рухів. У новонароджених переважає тонус згиначів руки; у дітей 1-2 місяців - тонус м'язів-розгиначів, у дітей 3-5 місяців - рівновага тонусу м'язів-антагоністів. Ця обставина пов'язана із підвищеною збудливістю червоних ядер середнього мозку. У міру функціонального дозрівання пірамідної системи, а також кори великих півкуль головного мозку тонус м'язів знижується.

Підвищений м'язовий тонус ніг новонародженого поступово знижується (це відбувається у другому півріччі життя дитини), що є необхідною передумовою розвитку ходьби.

втома. Під час тривалої чи напруженої роботи знижується працездатність м'язів, що відновлюється після відпочинку. Це називається фізичним втомою. При різко вираженому стомленні розвиваються тривале укорочення м'язів та його нездатність до повного розслаблення (контрактура). Це пов'язано насамперед із змінами, що відбуваються у нервовій системі, порушенням проведення нервових імпульсів у синапсах. При втомі запаси хімічних речовин, які є джерелами енергії скорочення, виснажуються, а продукти обміну (молочна кислота та інших.) накопичуються.

Швидкість настання втоми залежить стану нервової системи, частоти ритму, у якому виконується робота, і зажадав від величини навантаження. Втома може бути з несприятливою обстановкою. Швидко викликає настання втоми нецікава робота.

Чим молодша дитина, тим швидше вона втомлюється. У грудному віці стомлення настає вже через 1,5-2 години неспання. Нерухомість, тривале гальмування рухів стомлюють дітей.

Фізична втома – нормальне фізіологічне явище. Після відпочинку працездатність як відновлюється, а й може перевищувати вихідний рівень. У 1903 р. І.М. Сєченов встановив, що працездатність стомлених м'язів правої руки відновлюється значно швидше, якщо під час відпочинку виконувати роботу лівою рукою. Такий відпочинок на відміну простого спокою І.М. Сєченов назвав активним.

Таким чином, чергування розумової та фізичної праці, рухливі ігри до занять, фізкультурні паузи під час уроків та на змінах підвищують працездатність учнів.

3.3. Зростання та робота м'язів

У період внутрішньоутробного розвитку м'язові волокна формуються гетерохронно. Спочатку диференціюються м'язи язика, губ, діафрагми, міжреберні та спинні, у кінцівках – спочатку м'язи рук, потім ніг, у кожній кінцівці спочатку – проксимальні відділи, а потім дистальні. М'язи ембріонів містять менше білків і більше (до 80%) води. Розвиток та зростання різних м'язів після народження також відбуваються нерівномірно. Раніше і більше починають розвиватися м'язи, що забезпечують рухові функції, які є надзвичайно важливими для життя. Це м'язи, які беруть участь у диханні, ссанні, схоплюванні предметів, тобто діафрагма, м'язи язика, губ, кисті, міжреберні м'язи. Крім цього, більше тренуються та розвиваються м'язи, що беруть участь у процесі навчання та виховання у дітей певних навичок.

У новонародженого є всі кістякові м'язи, але важать вони у 37 разів менше, ніж у дорослого. Скелетні м'язи ростуть і формуються приблизно до 20-25 років, впливаючи на зростання та формування скелета. Збільшення ваги м'язів із віком відбувається нерівномірно, особливо швидко цей процес відбувається в період статевого дозрівання.

Вага тіла зростає з віком переважно за рахунок збільшення ваги скелетної мускулатури. Середня вага скелетних м'язів у відсотках до ваги тіла розподіляється так: у новонароджених - 23,3; у 8 років – 27,2; у 12 років – 29,4; у 15 років – 32,6; у 18 років – 44,2.

Вікові особливості росту та розвитку скелетної мускулатури. Спостерігається наступна закономірність зростання та розвитку скелетних м'язів у різні вікові періоди.

Період до 1 року: більше, ніж м'язи тазу, стегна та ніг, розвинені м'язи плечового пояса та рук.

Період з 2 до 4 років: у руці та плечовому поясі проксимальні м'язи значно товщі дистальних, поверхневі м'язи товщі глибоких, функціонально активні товщі менш активні. Особливо швидко ростуть волокна в найдовшому м'язі спини і у великому сідничному м'язі.

Період з 4 до 5 років: розвинені м'язи плеча та передпліччя, недостатньо розвинені м'язи кистей рук. У ранньому дитинстві м'язи тулуба розвиваються значно швидше, ніж м'язи рук та ніг.

Період з 6 до 7 років: відбувається прискорення розвитку м'язів кисті, коли дитина починає виконувати легку роботу та привчатися до письма. Розвиток згиначів випереджає розвиток розгиначів.

Крім того, у згиначів вага і фізіологічний діаметр більше, ніж у розгиначів. М'язи пальців, особливо згиначі, які беруть участь у захопленні предметів, мають найбільшу вагу та фізіологічний діаметр. Порівняно з ними згиначі пензля мають відносно меншу вагу та фізіологічний діаметр.

Період до 9 років: збільшується фізіологічний діаметр м'язів, що викликають рухи пальців, в той же час м'язи променево-зап'ясткового і ліктьового суглобів ростуть менш інтенсивно.

Період до 10 років: діаметр довгого згинача великого пальця до 10 років досягає майже 65% довжини діаметра дорослої людини.

Період з 12 до 16 років: ростуть м'язи, які забезпечують вертикальне положення тіла, особливо клубово-поперекова, що відіграє важливу роль у ходьбі. До 15-16 років товщина волокон здухвинно-поперекового м'яза стає найбільшою.

Анатомічний діаметр плеча в період з 3 до 16 років збільшується у юнаків в 2,5-3 рази, у дівчат - менше.

Глибокі м'язи спини в перші роки життя у дітей ще слабкі, недостатньо розвинений і їх сухожильно-зв'язувальний апарат, проте до 12-14 років ці м'язи укріплені сухожильно-зв'язковим апаратом, але менше, ніж у дорослих.

М'язи черевного преса у новонароджених не розвинені. З 1 року до 3 років ці м'язи та його апоневрози різняться, і лише до 14-16 років передня стінка живота укріплена майже як і, як в дорослого. До 9 років прямий м'яз живота дуже інтенсивно зростає, його вага в порівнянні з вагою у новонародженого збільшується майже в 90 разів, внутрішньої косої м'язи - більш ніж у 70 разів, зовнішньої косої - у 67 разів, поперечної - у 60 разів. Ці м'язи протистоять тиску внутрішніх органів, що поступово збільшується.

У двоголовому м'язі плеча і чотириголовому м'язі стегна м'язові волокна потовщуються: до 1 року - удвічі; до 6 років – у п'ять разів; до 17 років - у вісім разів; до 20 років – у 17 разів.

Зростання м'язів у довжину відбувається у місці переходу м'язових волокон у сухожилля. Цей процес триває до 23-25 ​​років. З 13 до 15 років скоротитий відділ м'яза росте особливо швидко. До 14-15 років диференціювання м'язів досягає високого рівня. Зростання волокон завтовшки триває до 30-35 років. Діаметр м'язових волокон потовщується: до 1 року - вдвічі; до 5 років – у п'ять разів; до 17 років - у вісім разів; до 20 років – у 17 разів.

Маса м'язів особливо інтенсивно збільшується у дівчаток 11-12 років, у хлопчиків - 13-14 років. У підлітків за два-три роки маса скелетних м'язів збільшується на 12%, тоді як у попередні 7 років – лише на 5%. Вага скелетних м'язів у підлітків становить приблизно 35% по відношенню до ваги тіла, значно зростає сила м'язів. Значно розвивається мускулатура спини, плечового пояса, рук та ніг, що викликає посилене зростання трубчастих кісток. Гармонійному розвитку кістякових м'язів сприяє правильний підбір фізичних вправ.

Вікові особливості будови скелетної мускулатури. Хімічний склад та будова скелетних м'язів з віком також змінюються. У м'язах дітей міститься більше води та менше щільних речовин, ніж у дорослих. Біохімічна активність червоних м'язових волокон більша, ніж білих. Це пояснюється відмінностями у кількості мітохондрій чи активності їх ферментів. Кількість міоглобіну (показника інтенсивності окисних процесів) з віком збільшується. У новонародженого в скелетних м'язах 0,6% міоглобіну, у дорослих - 2,7%. Крім того, у дітей міститься відносно менше скорочувальних білків – міозину та актину. З віком ця різниця зменшується.

У м'язових волокнах у дітей міститься порівняно більше ядер, вони коротші і тонші, проте з віком та їх довжина та товщина збільшуються. М'язові волокна у новонароджених тонкі, ніжні, поперечна смугастість їх порівняно слабка і оточена великими прошарками пухкої сполучної тканини. Відносно більше місця займають сухожилля. Багато ядра всередині м'язових волокон лежать біля мембрани клітини. Чіткими прошарками саркоплазми оточені міофібрили.

Спостерігається наступна динаміка зміни структури скелетних м'язів залежно віку.

1. У 2-3 роки м'язові волокна вдвічі товщі, ніж у новонароджених, вони розташовуються щільніше, кількість міофібрил збільшується, а саркоплазми – зменшується, ядра прилягають до мембрани.

2. У 7 років товщина м'язових волокон утричі товщі, ніж у новонароджених, та їх поперечна смугастість чітко виражена.

3. До 15-16 років будова м'язової тканини стає такою самою, як у дорослих. На той час формування сарколемми завершується.

Дозрівання м'язових волокон простежується зі зміни частоти та амплітуди біострумів, що реєструються з двоголового м'яза плеча при утриманні вантажу:

▪ у дітей 7-8 років у міру збільшення часу утримання вантажу все більше зменшуються частота та амплітуда біострумів. Це доводить незрілість частини м'язових волокон;

▪ у дітей 12-14 років частота та амплітуда біострумів не змінюються протягом 6-9 з утримання вантажу на максимальній висоті або зменшуються в пізніші терміни. Це свідчить про зрілість м'язових волокон.

У дітей на відміну від дорослих м'язи прикріплюються до кісток далі від осей обертання суглобів, отже їх скорочення супроводжується меншою втратою сили, ніж у дорослих. З віком значно змінюється співвідношення між м'язом та її сухожиллям, що росте інтенсивніше. В результаті змінюється характер прикріплення м'язів до кістки, тому збільшується коефіцієнт корисної дії. Приблизно до 12-14 років відбувається стабілізація відношення "м'яз - сухожилля", яке характерне для дорослого. У поясі верхніх кінцівок до 15 років розвиток м'язового черевця та сухожилля відбувається однаково інтенсивно, після 15 і до 23-25 ​​років сухожилля зростає інтенсивніше.

Еластичність дитячих м'язів більша приблизно вдвічі в порівнянні з м'язами дорослих. При скороченні вони більше коротшають, а при розтягуванні більше подовжуються.

М'язові веретени з'являються на 10-14 тижні утробного життя. Збільшення їх довжини та поперечника відбувається у перші роки життя дитини. У період з 6 до 10 років поперечний розмір веретен змінюється незначно. У період 12-15 років м'язові веретени закінчують свій розвиток і мають таку ж будову, як і у дорослих у 20-30 років.

Початок формування чутливої ​​іннервації відбувається у 3,5-4 місяці утробного життя, і до 7-8 місяців нервові волокна досягають значного розвитку. На момент народження доцентрові нервові волокна активно міелінізуються.

М'язові веретени одиничного м'яза мають однакову будову, але їх кількість і рівень розвитку окремих структур у різних м'язах неоднакові. Складність їхньої будови залежить від амплітуди руху та сили скорочення м'яза. Це пов'язано з координаційною роботою м'яза: чим вона вища, тим більше в ній м'язових веретен і тим вони складніші. У деяких м'язах немає м'язових веретен, що не піддаються розтягуванню. Такими м'язами, наприклад, є короткі м'язи долоні та стопи.

Двигуни нервові закінчення (міоневральні апарати) з'являються у дитини ще в утробний період життя (віком від 3,5-5 місяців). У різних м'язах вони розвиваються однаково. На момент народження кількість нервових закінчень у м'язах руки більше, ніж у міжреберних м'язах і м'язах гомілки. У новонародженого рухові нервові волокна вкриті мієліновою оболонкою, яка до 7 років сильно потовщується. До 3-5 років нервові закінчення значно ускладнюються, до 7-14 років ще більше диференціюються, а до 19-20 років досягають повної зрілості.

Вікові зміни збудливості та лабільності м'язів. Для роботи м'язового апарату мають значення як властивості самих м'язів, а й вікові зміни фізіологічних властивостей рухових нервів, їх иннервирующих. Для оцінки збудливості нервових волокон використовується відносний показник, що виражається в одиницях часу, - хронаксія. У новонароджених відзначається подовжена хронаксія. Протягом першого року життя відбувається зниження рівня хронаксії приблизно 3-4 разу. У наступні роки значення хронаксії поступово коротшає, але у дітей шкільного віку вона все ще перевищує показники хронаксії дорослої людини. Таким чином, зменшення хронаксії від народження до шкільного періоду свідчить про те, що збудливість нервів і м'язів з віком збільшується.

Для дітей 8-11 років, як і для дорослих, характерним є перевищення хронаксії згиначів над хронаксією розгиначів. Найбільше різниця в хронаксії м'язів-антагоністів виражено на руках, ніж на ногах. Хронаксія дистальних м'язів перевищує таку у проксимальних м'язів. Наприклад, хронаксія м'язів плеча приблизно вдвічі коротша, ніж хронаксія м'язів передпліччя. У менш тонізованих м'язів хронаксія довша, ніж більш тонізованих. Наприклад, у двоголового м'яза стегна і переднього великогомілкового м'яза хронаксія довша, ніж у їх антагоністів - чотириголового м'яза стегна та литкового м'яза. Перехід зі світла у темряву подовжує хронаксію, і навпаки.

Протягом дня у дітей молодшого шкільного віку хронаксія змінюється. Після 1-2 загальноосвітніх уроків спостерігається зменшення рухової хронаксії, а до кінця навчального дня часто відновлюється до колишнього рівня або навіть збільшується. Після легких загальноосвітніх уроків рухова хронаксія найчастіше зменшується, а після важких уроків – збільшується.

У міру зростання коливання рухової хронаксії поступово зменшуються, у той час як хронаксія вестибулярного апарату збільшується.

Функціональна рухливість, чи лабільність, на відміну хронаксії визначає як найменший час, необхідне виникнення збудження, але й час, необхідне завершення збудження і відновлення здатності тканини давати нові наступні імпульси збудження. Чим швидше реагує скелетний м'яз, чим більше імпульсів збудження проходить через неї в одиницю часу, тим більша її лабільність. Отже, лабільність м'язів зростає зі збільшенням рухливості нервового процесу у рухових нейронах (прискоренні переходу збудження в гальмування), і навпаки - зі збільшенням швидкості скорочення м'язи. Чим повільніше реагують м'язи, тим менша їхня лабільність. У дітей лабільність із віком підвищується, до 14-15 років вона досягає рівня лабільності дорослих.

Зміна тонусу м'язів. У ранньому дитинстві спостерігається сильна напруга деяких м'язів, наприклад м'язів кистей рук та згиначів стегна, що пов'язано з участю скелетної мускулатури у генерації тепла у спокої. Цей тонус м'язів має рефлекторне походження та з віком зменшується.

Тонус скелетних м'язів проявляється в їхньому опорі активної деформації при здавлюванні та розтягуванні. У віці 8-9 років у хлопчиків тонус м'язів, наприклад, м'язи задньої поверхні стегна, вищий, ніж у дівчаток. До 10-11 років м'язовий тонус зменшується, а потім знову значно зростає. Найбільше збільшення тонусу кістякових м'язів відзначається у підлітків 12-15 років, особливо хлопчиків, у яких він досягає юнацьких значень. При переході від переддошкільного до дошкільного віку відбувається поступове припинення участі кістякових м'язів у тепловиробництві у спокої. У стані спокою м'язи дедалі більше розслаблюються.

На відміну від довільної напруги скелетних м'язів, процес їх довільного розслаблення досягається важче. Ця здатність з віком збільшується, тому скутість рухів зменшується у хлопчиків до 12-13 років, у дівчаток - до 14-15 років. Потім відбувається зворотний процес: скутість рухів знову збільшується з 14-15 років, причому у юнаків 16-18 років вона значно більша, ніж у дівчат.

Структура саркомера та механізм скорочення м'язового волокна. Саркомер - сегмент міофібрили, що повторюється, що складається з двох половин світлого (оптично ізотропного) диска (I-диска) і одного темного (анізотропного) диска (А-диск). Електронно-мікроскопічним та біохімічним аналізом було встановлено, що темний диск сформований паралельним пучком товстих (діаметром близько 10 нм) міозинових ниток, довжина яких становить близько 1,6 мкм. Молекулярна маса білка міозину дорівнює 500 000 д. Головки міозинових молекул (довжиною 20 нм) розташовані на нитках міозину. У світлих дисках є тонкі нитки (діаметром 5 нм та довжиною 1 мкм), які побудовані з білка та актину (молекулярна маса – 42 000 Д), а також тропоміозину та тропоніну. В області Z-лінії, що розмежовує розташовані поруч саркомери, пучок тонких ниток скріплюється Z-мембраною.

Співвідношення тонких і товстих ниток у саркомері становить 2: 1. Міозинові та актинові нитки саркомера розташовуються так, що тонкі нитки можуть вільно входити між товстими, тобто "засуватися" в А-диск, це і відбувається при скороченні м'яза. Тому довжина світлої частини саркомера (I-диска) може бути різною: при пасивному розтягуванні м'язів він збільшується до максимуму, при скороченні може зменшуватися до нуля.

Механізм скорочення є переміщення (протягування) тонких ниток уздовж товстих до центру саркомера за рахунок "гребних" рухів головок міозину, які періодично прикріплюються до тонких ниток, утворюючи поперечні актоміозинові містки. Досліджуючи рухи містків за допомогою методу дифракції рентгенівських променів, визначили, що амплітуда цих рухів становить 20 нм, а частота – 5-50 коливань на секунду. При цьому кожен місток то прикріплюється та тягне нитку, то відкріплюється в очікуванні нового прикріплення. Величезна кількість містків працює врозріз, тому їх загальна тяга виявляється рівномірною в часі. Численні дослідження встановили наступний механізм циклічної роботи міозинового містка.

1. У стані спокою місток заряджений енергією (міозин фосфорильований), але він може з'єднатися з ниткою актина, оскільки з-поміж них вклинена система з нитки тропомиозина і глобули тропонина.

2. При активації м'язового волокна та появі в міоплазмі іонів Са+2(у присутності АТФ) тропонін змінює свою конформацію та відсуває нитку тропоміозину, відкриваючи для міозинової головки можливість з'єднання з актином.

3. З'єднання головки фосфорильованого міозину з актином різко змінює конформацію містка (відбувається його "згинання") і переміщує нитки актину на один крок (20 нм), а потім розривається місток. Енергія, необхідна для цього, з'являється внаслідок розпаду макроергічного фосфатного зв'язку, включеного у фосфорилактоміозин.

4. Потім через падіння локальної концентрації Са+2 і від'єднання його від тропоніну тропоміозин знову блокує актин, а міозин знову за рахунок АТФ фосфорилюється. АТФ не тільки заряджає системи для подальшої роботи, але й сприяє тимчасовому роз'єднанню ниток, тобто пластифікує м'яз, робить його здатним розтягуватися під впливом зовнішніх сил. Вважається, що на один робочий рух одного містка витрачається одна молекула АТФ, причому роль АТФази грає актоміозин (у присутності Mg+2 і Са+2). При одиночному скороченні витрачається 0,3 мкМ АТФ на 1 г м'яза.

Таким чином, АТФ грає у м'язовій роботі двояку роль: з одного боку, фосфорилуючи міозин, він забезпечує енергією скорочення, з іншого - перебуваючи у вільному стані, забезпечує розслаблення м'яза (її пластифікацію). Якщо АТФ зникає з міоплазми, розвивається безперервне скорочення – контрактура.

Всі ці феномени можна показати на ізольованих актоміозинових комплексах-нитках: такі нитки без АТФ тверднуть (спостерігається ригор), у присутності АТФ вони розслабляються, а при додаванні ще й Са+2 роблять оборотне скорочення, подібне до нормального.

М'язи пронизані кровоносними судинами, якими з кров'ю надходять до них поживні речовини і кисень, а виносяться продукти обміну. Крім того, м'язи багаті і на лімфатичні судини.

У м'язах є нервові закінчення - рецептори, що сприймають ступінь скорочення та розтягнення м'яза.

Основні групи м'язів людського тіла. Форма та величина м'язів залежать від виконуваної ними роботи. Розрізняються м'язи довгі, широкі, короткі та кругові. Довгі м'язи розташовані на кінцівках, короткі – там, де розмах руху невеликий (наприклад, між хребцями). Широкі м'язи розташовані в основному на тулубі, у стінках порожнин тіла (наприклад, м'язи живота, спини, грудей). Кругові м'язи – сфінктери – лежать навколо отворів тіла, звужуючи їх при скороченні.

За функцією м'язи діляться на згиначі, розгиначі, що приводять і відводять м'язи, а також м'язи, що обертають усередину та назовні.

I. До м'язів тулуба відносяться:

1) м'язи грудної клітки;

2) м'язи живота;

3) м'язи спини.

ІІ. М'язи, що розташовуються між ребрами (міжреберні), а також інші м'язи грудної клітки беруть участь у функції дихання. Їх називають дихальними м'язами. До них відноситься і діафрагма, яка відокремлює грудну порожнину від черевної.

ІІІ. Добре розвинені м'язи грудей надають руху і зміцнюють на тулуб верхні кінцівки. До них відносяться:

1) великий грудний м'яз;

2) малий грудний м'яз;

3) передній зубчастий м'яз.

IV. М'язи живота виконують різні функції. Вони утворюють стінку черевної порожнини і завдяки своєму тонусу утримують внутрішні органи від усунення, опускання та випадання. Скорочуючись, м'язи живота діють на внутрішні органи як черевний прес, сприяючи виділенню сечі, калу та родовому акту. Скорочення м'язів черевного преса також допомагає руху крові у венозній системі, здійсненню дихальних рухів. М'язи живота беруть участь у згинанні хребетного стовпа вперед.

Через можливу слабкість м'язів живота відбувається не тільки опущення органів черевної порожнини, а й утворення гриж. Грижа - це вихід внутрішніх органів (кишкового тракту, шлунка, великого сальника) з черевної порожнини під шкіру живота.

V. До м'язів черевної стінки відносяться:

1) прямий м'яз живота;

2) пірамідальний м'яз;

3) квадратний м'яз попереку;

4) широкі м'язи живота (зовнішня та внутрішній, косі та поперечна).

VI. По середній лінії живота проходить щільний сухожильний тяж – так звана біла лінія. З боків від неї знаходиться прямий м'яз живота, що має поздовжній напрямок волокон.

VII. На спині розташовані численні м'язи вздовж хребетного стовпа. Це глибокі м'язи спини. Вони прикріплюються переважно до відростків хребців і беруть участь у рухах хребетного стовпа тому й убік.

VIII. До поверхневих м'язів спини відносяться:

1) трапецієподібний м'яз спини;

2) найширший м'яз спини. Вони забезпечують рухи верхніх кінцівок та грудної клітки.

IX. Серед м'язів голови розрізняють:

1) жувальні м'язи. До них відносяться: скроневий м'яз; жувальний м'яз; крилоподібні м'язи. Скорочення цих м'язів викликають складні жувальні рухи нижньої щелепи;

2) мімічні м'язи. Ці м'язи одним, а іноді й двома своїми кінцями прикріплюються до шкіри обличчя. При скороченні вони зміщують шкіру, створюючи певну міміку, тобто той чи інший вираз обличчя. До мімічних м'язів також відносяться кругові м'язи ока і рота.

X. М'язи шиї закидають голову, нахиляють і повертають її.

XI. Сходові м'язи піднімають ребра, беручи участь таким чином у вдиху.

XII. М'язи, прикріплені до під'язикової кістки, при скороченні змінюють положення мови та гортані при ковтанні та проголошенні різних звуків.

XIII. Пояс верхніх кінцівок з'єднується з тулубом лише області грудино-ключичного суглоба. Укріплений він м'язами тулуба:

1) трапецієподібним м'язом;

2) малим грудним м'язом;

3) ромбоподібним м'язом;

4) переднім зубчастим м'язом;

5) м'язом, що піднімає лопатку.

XIV. М'язи пояса кінцівок надають руху верхню кінцівку в плечовому суглобі. Найважливішим серед них є дельтоподібний м'яз. При скороченні цей м'яз згинає руку в плечовому суглобі і відводить руки до горизонтального положення.

XV. В області плеча спереду знаходиться група м'язів-згиначів, ззаду – м'язів-розгиначів. Серед м'язів передньої групи розрізняються двоголовий м'яз плеча, задній - триголовий м'яз плеча.

XVI. М'язи передпліччя на передній поверхні представлені згиначами, на задній - розгиначами.

XVII. Серед м'язів кисті виділяють:

1) довгий долонний м'яз;

2) згинач пальців.

XVIII. М'язи, що знаходяться в області пояса нижніх кінцівок, рухають ногу в тазостегновому суглобі, а також хребетний стовп. Передня група м'язів представлена ​​одним великим м'язом - здухвинно-поперековою. До задньозовнішньої групи м'язів тазового пояса відносяться:

1) великий м'яз;

2) середній сідничний м'яз;

3) малий сідничний м'яз.

ХІХ. Ноги мають масивніший скелет, ніж руки. Їхня мускулатура має більшу силу, але меншу різноманітність і обмежений розмах рухів.

На стегні спереду знаходиться найдовший у людському тілі (до 50 см) кравецька м'яз. Вона згинає ногу в тазостегновому та колінному суглобах.

Чотириголовий м'яз стегна лежить глибше кравецького м'яза, при цьому він облягає стегнову кістку майже з усіх боків. Основна функція цього м'яза - розгинання колінного суглоба. При стоянні чотириголовий м'яз не дає колінному суглобу згинатися.

На задній поверхні гомілки розташовується литковий м'яз, який згинає гомілку, згинає і дещо обертає назовні стопу.

3.4. Роль м'язових рухів у розвитку організму

Дослідження показали, що вже з перших років життя дитини грають значну роль у функціонуванні мови. Доведено, що формування мови у взаємодії із руховим аналізатором йде особливо успішно.

Фізичне виховання, що полягає у зміцненні здоров'я та фізичному вдосконаленні дітей, істотно відбивається і на розвитку мислення, уваги та пам'яті. У цьому полягає не просто біологічний зміст: відбувається розширення можливостей людини у сприйнятті, переробці та використанні інформації, засвоєнні знань, різнобічному вивченні навколишньої природи та самої себе.

Фізичні вправи вдосконалюють м'язову систему та вегетативні функції (дихання, кровообіг та ін.), без яких неможливе виконання м'язової роботи. З іншого боку, вправи стимулюють функції центральної нервової системи.

Однак фізичні вправи є провідним, але не єдиним фактором, що впливає на організм у ході фізичного виховання. Дуже важливо пам'ятати про загальний раціональний режим, правильну організацію харчування та сну. Велике значення має загартовування тощо.

Вікові закономірності розвитку моторики. Віковою фізіологією зібрано величезний фактичний матеріал про вікові закономірності розвитку моторики дітей та підлітків.

Найзначніші зміни рухової функції спостерігаються у молодшому шкільному віці. Відповідно до морфологічних даних нервові структури рухового апарату дитини (спинний мозок, які проводять шляхи) дозрівають на ранніх етапах онтогенезу. Щодо центральних структур рухового аналізатора встановлено, що їхнє морфологічне дозрівання відбувається у віці від 7 до 12 років. Крім того, до цього часу досягають повного розвитку чутливі та рухові закінчення м'язового апарату. Розвиток самих м'язів та його зростання тривають до 25-30 років, що й пояснюється поступове підвищення абсолютної сили м'язів.

Таким чином, можна сказати, що основні завдання шкільного фізичного виховання потрібно встигнути максимально повно вирішити за перші вісім років навчання дітей у школі, інакше будуть втрачені найпродуктивніші вікові періоди для розвитку рухових можливостей дітей.

Період 7-11 років. Дослідження показують, що школярі в цей період мають відносно низькі показники м'язової сили. Силові та особливо статичні вправи викликають у них швидку втому. Діти молодшого шкільного віку більш пристосовані до короткочасних швидкісно-силових вправ, проте слід поступово привчати до збереження статичних поз, що позитивно впливає поставу.

Період 14-17 років. Цей період характеризується найінтенсивнішим зростанням м'язової сили в хлопчиків. У дівчаток зростання м'язової сили починається дещо раніше. Найбільш яскраво ця різниця в динаміці розвитку м'язової сили проявляється у 11-12 років. Максимальний приріст відносної сили, тобто сили на кілограм маси, спостерігається до 13-14 років. Причому цього віку показники відносної сили м'язів хлопчиків значно перевищують відповідні показники в дівчаток.

Витривалість. Спостереження показують, що діти 7-11 років мають невисокий показник витривалості до динамічної роботи, проте з 11-12 років хлопчики та дівчатка стають витривалішими. До 14 років м'язова витривалість становить 50-70%, а до 16 років - близько 80% витривалості дорослої людини.

Досить цікаво, що між витривалістю до статичних навантажень та м'язової силою взаємозв'язку немає. Водночас рівень витривалості залежить, наприклад, від ступеня статевого дозрівання. Досвід показує, що добрим засобом розвитку витривалості є ходьба, повільний біг, пересування на лижах.

Часом, коли з допомогою засобів фізичного виховання можна підвищити рівень рухових якостей, є підлітковий період. Однак слід пам'ятати, що цей період збігається з біологічними перебудовами організму, пов'язаними із статевим дозріванням. Тому від педагога потрібна виняткова увага до правильного планування фізичних навантажень.

Планування фізичного навантаження. У 7-11 років відбувається інтенсивний розвиток швидкості рухів (частоти, швидкості рухів, часу реакції і т.д.), тому в підлітковому віці школярі дуже добре пристосовуються до швидкісних навантажень, що виражається у високих показниках у бігу, плаванні, т.е там, де швидкість і реакція рухів мають першорядне значення. Також у період спостерігається велика рухливість хребетного стовпа, висока еластичність зв'язкового апарату. Всі ці морфофункціональні передумови мають значення для розвитку такої якості, як гнучкість (зазначимо, що до 13-15 років цей показник досягає максимуму).

У 7-10 років прискореними темпами розвивається спритність рухів. У цьому віці у дітей ще недостатньо досконалий механізм регуляції рухів, проте вони успішно опановують основними елементами таких складних дій, як плавання, катання на ковзанах, їзда на велосипеді та ін. з точністю рухів рук, відтворенням заданих зусиль. Ці параметри досягають порівняно високого рівня розвитку підліткового віку.

До 12-14 років підвищується влучність кидків, метання в ціль, точність стрибків. У той же час, за деякими даними, спостерігається погіршення координації рухів у підлітків, пов'язане із морфофункціональними змінами у період статевого дозрівання.

Можна сміливо сказати, що підлітковий вік має великий потенціал удосконалення рухового апарату. Підтвердженням цього є досягнення підлітків у художній та спортивній гімнастиці, фігурному катанні, інших видах спорту. Однак при організації фізичного виховання у старших класах слід враховувати, що процес формування організму у 16-17-річних школярів ще не завершений, тому для тих, хто систематично не займається спортом, потрібно дозувати навантаження, пов'язані з проявом максимальної сили та витривалості. Дані факти, що свідчать про гетерохронний розвиток рухових якостей, слід враховувати та прагнути гармонійного розвитку різних сторін моторики дітей, підлітків та молоді.

Крім того, розвиток моторики варіюється у досить широких межах у дітей одного віку. Тому фізичне виховання має враховувати функціональні можливості кожної дитини, не забуваючи при цьому про вікові особливості. Дитині потрібно вчити вмінням і навичкам, для досягнення яких у нього вже є морфофункціональні передумови.

Нормування рухової активності. p align="justify"> Нормування обсягу рухової активності на різних етапах онтогенезу - ще одна важлива проблема фізичного виховання в школі. Зрозуміло, що більше дитина щодня рухається, краще для розвитку його рухових функцій. Дошкільник перебуває у русі майже безперервно, крім періодів, що відводяться на сон та їжу. Після вступу до школи рухова активність дітей скорочується вдвічі. За рахунок самостійної рухової активності учнів І-ІІІ класів реалізується вже лише 50% оптимального числа рухів. Тому в цьому віці такі важливі організовані форми занять фізичними вправами.

У той же час навіть у здорових школярів, що правильно розвиваються, тільки спонтанна рухова активність і уроки фізкультури не можуть забезпечити потрібного добового обсягу рухів. Урок фізкультури компенсує загалом 11 % необхідного добового числа рухів. Сумарно ранкова гімнастика, гімнастика перед початком уроків у школі, фізкультурні паузи під час уроків, рухливі ігри на змінах, прогулянки з іграми після уроків становлять до 60 % необхідного добового обсягу рухів для дітей 7-11 років.

Дослідженнями НДІ фізіології дітей та підлітків АПН (нині - Інститут вікової фізіології РАВ) доведено, що 5-6 год занять фізичними вправами на тиждень (два уроки фізкультури, щоденні фізкультурно-оздоровчі форми роботи, заняття у спортивній секції) сприяють сприятливому загальної фізіологічної та імунної реактивності організму і є середньою оптимальною та необхідною нормою. Встановлено, що щоденні 15-20-хвилинні рухливі ігри для дітей І-ІІ класів після третього уроку у 3-4 рази підвищують розумову працездатність.

Для підлітків необхідний активний відпочинок після третього або четвертого уроку, а також перед приготуванням домашніх завдань, у той час як заняття фізкультурою або рухомий відпочинок після п'ятого або шостого уроку призводять до погіршення показників працездатності та пригнічення активності фагоцитарної лейкоцитів крові.

Значення фізичної культури у розвиток рухового апарату. Скелетні м'язи впливають на перебіг обмінних процесів та функціонування внутрішніх органів: дихальні рухи здійснюються м'язами грудей та діафрагмою, а м'язи черевного преса нормалізують діяльність органів черевної порожнини, кровообігу та дихання. Потужність та величина м'язів безпосередньо залежать від вправ та тренування. Це пов'язано з тим, що в процесі роботи посилюється кровопостачання м'язів, покращується регуляція їхньої діяльності нервовою системою, що веде до зростання м'язових волокон, тобто збільшення маси мускулатури. Результат тренування м'язової системи – здатність до фізичної роботи, витривалість.

Збільшення рухової активності дітей та підлітків веде до змін у кістковій системі та більш інтенсивному зростанню їх тіла. Тренування зміцнює кістки та робить їх більш стійкими до навантажень та травм. Не менш важливо і те, що спорт, фізичні вправи, що враховують вікові особливості дітей та підлітків, усувають порушення постави.

Різностороння м'язова діяльність сприяє підвищенню працездатності організму, у своїй зменшуються енергетичні витрати організму виконання роботи. Систематичні фізичні навантаження формують досконаліший механізм дихальних рухів. Це виявляється у збільшенні глибини дихання, життєвої ємності легень. При м'язовій роботі легенева вентиляція може сягати 120 л/мин. Поглиблене дихання тренованих людей краще насичує кров киснем. Більш еластичними стають кровоносні судини у процесі тренування, що покращує умови пересування крові.

Якщо людина недостатньо рухається за родом своєї роботи, не займається спортом, то в середньому та літньому віці еластичність та скорочувальна здатність його м'язів знижуються. Це веде до ряду неприємних наслідків: його м'язи стають в'ялими; внаслідок слабкості м'язів черевного преса відбувається опущення внутрішніх органів та порушується функція шлунково-кишкового тракту; слабкість м'язів спини викликає зміну постави, поступово розвивається сутулість, порушується координація рухів.

Таким чином, сприятливий ефект, що надається фізичними вправами на формування здорової, сильної, витривалої людини з правильною статурою та гармонійно розвиненою мускулатурою, очевидний.

3.5. Особливості зростання кісток черепа

Череп – це скелет голови. Відповідно до особливостей розвитку, будови та функцій розрізняють два відділи черепа: мозковий та лицьовий (вісцеральний). Мозковий відділ черепа утворює порожнину, усередині якої розташовується головний мозок. Лицьовий відділ формує кісткову основу дихального апарату та травного каналу.

Мозковий відділ черепа складається з даху (або склепіння черепа) та основи. Тіменна кістка склепіння черепа є чотирикутною пластинкою з чотирма зубчастими краями. Дві тім'яні кістки, з'єднані швами, утворюють тім'яний бугор. Спереду від тім'яних кісток лежить лобова кістка, більшість якої представлена ​​лускою.

Випуклу частину лицьового відділу черепа утворюють лобові горби, нижче яких розташовані кістки, що формують стінки очних ямок. Між очницями знаходиться носова частина, що примикає до носових кісток, нижче яких розташовані осередки ґратчастої кістки.

Позаду тім'яних кісток розташована потилична кістка, завдяки якій утворюється основа черепа і череп з'єднується з хребтом. З боків даху черепа знаходяться дві скроневі кістки, що також беруть участь в утворенні основи черепа. У кожній з них містяться відповідні відділи органу слуху та вестибулярного апарату. В основі черепа розташовується клиноподібна кістка.

Кістки основи черепа, що розвинулися з хряща, з'єднуються хрящовою тканиною, яка з віком замінюється кістковою тканиною. Кістки даху, що розвинулися із сполучної тканини, з'єднуються сполучнотканинними швами, які до старості стають кістковими. Це стосується і лицьового відділу черепа.

Лицьовий відділ черепа становлять верхня щелепа, вилиці, слізні, гратчасті, піднебінні, носові кістки, нижня носова раковина, сошник, нижня щелепа і під'язикова кістка.

Вікові особливості черепа. Мозковий та лицьовий відділи черепа утворюються з мезенхіми. Кістки черепа розвиваються первинним та вторинним шляхом (див. 3.1). Череп дітей суттєво відрізняється від черепа дорослих його величиною порівняно з розмірами тіла, будовою та пропорціями окремих частин тіла. У новонародженого мозковий відділ черепа у шість разів більше лицьового, у дорослого – у 2,5 раза. Інакше кажучи, у новонародженого лицьовий відділ черепа відносно менший від мозкового відділу. З віком ці відмінності зникають. Більше того, змінюється не тільки форма черепа і його кісток, але і кількість кісток черепа.

Від народження та до 7 років череп росте нерівномірно. У зростанні черепа встановлено три хвилі прискорення:

1) до 3-4 років;

2) з 6 до 8 років;

3) з 11 до 15 років.

Найбільш швидке зростання черепа відбувається на першому році життя. Потилична кістка випинається і разом із тім'яними кістками росте особливо швидко. Співвідношення обсягу черепа дитини та дорослої людини виглядає наступним чином: у новонародженого обсяг черепа дорівнює одній третині обсягу дорослого; у 6 місяців - однієї другої; у 2 роки – двом третинам.

Протягом першого року життя товщина стінок черепа збільшується втричі. На першому-другому році життя джерельця (ділянки сполучної тканини) закриваються та заміщуються кістковими швами: потиличний - на другому місяці; клиноподібний – на другому-третьому місяці; соскоподібний - наприкінці першого або на початку другого року; лобний – на другому році життя. До 1,5 років тім'ячко повністю заростають, і до чотирьох років утворюються черепні шви.

У віці від 3 до 7 років основа черепа разом із потиличною кісткою росте швидше, ніж склепіння. У 6-7 років повністю зростається лобова кістка. До 7 років основа черепа і потиличний отвір досягають відносно постійної величини, відбувається різке уповільнення розвитку черепа. З 7 до 13 років зростання основи черепа ще більше сповільнюється.

У 6-7 і 11-13 років зростання кісток склепіння черепа трохи посилюється, а до 10 років переважно закінчується. Місткість черепа до 10 років становить 1300 куб. см (для порівняння: у дорослого – 1500-1700 куб. см).

З 13 до 14 років інтенсивно зростає лобова кістка, переважає розвиток лицьового відділу черепа у всіх напрямках, складаються характерні риси фізіономії.

У 18-20 років закінчується утворення синостозу між тілами потиличної та клиноподібної кісток. В результаті припиняється зростання основи черепа у довжину. Повне злиття кісток черепа відбувається у зрілому віці, проте розвиток черепа продовжується. Після 30 років шви черепа поступово стають кістковими.

Розвиток нижньої щелепи знаходиться у безпосередній залежності від роботи жувальних м'язів та стану зубів. У її зростанні спостерігаються дві хвилі прискорення:

1) до 3 років;

2) з 8 до 11 років.

Розміри голови у школярів зростають дуже повільно. У всіх віках у хлопчиків середнє коло голови більше, ніж у дівчаток. Найбільший приріст голови відзначається у віці з 11 до 17 років, тобто в період статевого дозрівання (у дівчат - до 13-14 років, а у хлопчиків - до 13-15).

Співвідношення кола голови та зростання з віком зменшується. Якщо в 9-10 років коло голови дорівнює в середньому 52 см, то в 17-18 років - 55 см. У чоловіків ємність порожнини черепа приблизно на 100 куб. см більше, ніж у жінок.

Є й індивідуальні особливості черепа. До них відносяться дві крайні форми розвитку черепа: довгоголова та короткоголова.

3.6. Зростання хребта. Хребет дорослої та дитини

Хребет становлять 24 вільні хребці (7 шийних, 12 грудних та 5 поперекових) та 9-10 невільних (5 крижових та 4-5 копчикових). Вільні хребці, що зчленовуються між собою, з'єднані зв'язками, між якими знаходяться еластичні диски міжхребцеві з волокнистого хряща. Крижові та куприкові хребці зрощені і утворюють криж і куприк. Хребці розвиваються із хрящової тканини, товщина якої з віком зменшується.

Розрізняють чотири етапи розвитку епіфізів хребців: до 8 років – хрящовий епіфіз; від 9 до 13 років - звапніння епіфіза; від 14 до 17 років – кістковий епіфіз; після 17 років – злиття епіфіза з тілом хребця.

З 3 до 15 років розміри нижніх поперекових хребців збільшуються більше ніж верхніх грудних. Це обумовлено збільшенням ваги тіла, його тиском на нижчерозташовані хребці.

З 3 років хребці однаково ростуть і заввишки, і завширшки; з 5-7 років – більше у висоту.

У 6-8 років утворюються центри окостеніння у верхній та нижній поверхнях тіл хребців та в кінцях остистих та поперечних відростків. До 5 років спинно-мозковий канал розвивається особливо швидко. Так як тіла хребців ростуть швидше дужок, то ємність каналу відносно зменшується, що відповідає зменшенню відносних розмірів спинного мозку.

До 10 років завершується розвиток спинно-мозкового каналу, проте структура тіла хребців продовжує розвиватись і у дітей старшого шкільного віку.

До 25 років закінчується окостеніння шийних, грудних і поперекових хребців, до 20 років - крижових, до 30 років - хребців.

Довжина хребта особливо різко збільшується протягом першого та другого років життя, потім зростання хребта уповільнюється і знову прискорюється з 7 до 9 років (у дівчаток більше, ніж у хлопчиків). З 9 до 14 років приріст довжини хребта у хлопчиків та дівчаток уповільнюється у кілька разів, а з 14 до 20 років ще більший.

У юнаків зростання хребта закінчується після 20 років, у дівчат він росте до 18 років, тобто зростання хребта у жінок припиняється раніше, ніж у чоловіків. Середня довжина хребта у чоловіків становить 70-73 см, у жінок – 66-69 см. До кінця статевого дозрівання зростання довжини хребта майже завершується (приблизно дорівнює 40% довжини тіла).

Рухливість хребта залежить від висоти міжхребцевих хрящових дисків та його пружності, і навіть від фронтального і сагіттального розміру тіл хребців. У дорослого загальна висота міжхребцевих дисків дорівнює одній четвертій висоти рухомої частини хребта. Чим вище міжхребцеві диски, тим більша рухливість хребта. Висота дисків у поперековому відділі становить одну третину висоти тіла суміжного хребця, у верхній та нижній частині грудного відділу – одну п'яту, у середній його частині – одну шосту, у шийному відділі – одну четверту, тому у шийному та поперековому відділах хребет має найбільшу рухливість.

До 17-25 років у результаті заміщення міжхребцевих дисків кістковою тканиною хребет стає нерухомим у крижовому відділі.

Згинання хребта більше за його розгинання. Найбільше згинання хребта відбувається у шийному відділі (70°), менше – у поперековому, найменше – у грудному відділі. Нахили убік найбільші між грудним та поперековим відділами (100°). Найбільший круговий рух спостерігається в шийному відділі хребта (75 °), воно практично неможливе в поперековому відділі (5 °). Таким чином, найбільш рухливий шийний відділ хребта, менше - поперековий і найменш рухливий грудний, тому що його рухи гальмують ребра.

Рухливість хребта в дітей віком, особливо 7-9 років, набагато більше, ніж в дорослих. Це залежить від відносно більшої величини міжхребцевих дисків та їхньої більшої пружності. Розвиток міжхребцевих дисків відбувається довго і закінчується до 17-20 років.

Фізіологічні вигини хребта. Після народження хребет набуває чотирьох фізіологічних вигинів. У 6-7 тижнів з підніманням голови у дитини відбувається вигин допереду (лордоз) у шийному відділі. У 6 місяців у результаті сидіння утворюються вигини кзади (кіфози) у грудному та крижовому відділах. У 1 рік з початком стояння формується лордоз у поперековому відділі. Спочатку ці фізіологічні вигини хребта утримуються мускулатурою, а потім зв'язковим апаратом, хрящами та кістками хребців.

До 3-4 років вигини хребта поступово збільшуються в результаті стояння, ходьби, під дією сили тяжіння та роботи м'язів. До 7 років остаточно утворюються шийний лордоз та грудний кіфоз; до 12 років - поперековий лордоз, який остаточно формується на період статевої зрілості. Підняття надмірних тяжкостей збільшує поперековий лордоз.

У дорослих фізіологічні вигини хребта розподіляються в такий спосіб.

1. Шийний вигин: помірний лордоз, утворений усіма шийними та верхніми грудними хребцями; Найбільша опуклість посідає п'ятий-шостий шийні хребці.

2. Сильний грудний кіфоз, найбільша опуклість посідає шостий-сьомий грудні хребці.

3. Сильний поперековий лордоз, утворений останніми грудними та всіма поперековими хребцями.

4. Сильний крижово-кіпцевий кіфоз.

Завдяки пружинному руху хребта може змінюватися величина його згинів. Внаслідок зміни вигинів хребта та висоти міжхребцевих дисків змінюється і довжина хребта: з віком та протягом дня. Протягом доби зріст людини коливається не більше 1 див, котрий іноді 2-2,5 див і навіть 4-6 див. У положенні лежачи довжина тіла людини більше 2-3 див, ніж у становищі стоячи.

3.7. Розвиток грудної клітки

Грудну клітину становлять 12 пар ребер. Справжні ребра (перша - сьома пара) за допомогою хрящів з'єднуються з грудиною, з решти п'яти хибних ребер хрящові кінці восьмої, дев'ятої та десятої пар з'єднуються з хрящем вищележачого ребра, а одинадцята і дванадцята пари не мають реберних хрящів і обла закінчуються вільно. Друга - сьома пара ребер з'єднані з грудиною невеликими суглобами.

З хребцями ребра з'єднуються суглобами, які під час підняття грудної клітини визначають рух верхніх ребер переважно вперед, а нижніх - в сторони.

Грудина є непарною кісткою, у якій розрізняються три частини: рукоятка, тіло та мечоподібний відросток. Рукоятка грудини зчленовується з ключицею за допомогою суглоба, що містить внутрішньохрящовий диск (за характером рухів він наближається до кулястих зчленувань).

Форма грудної клітки залежить від віку та статі. Крім того, форма грудної клітки змінюється через перерозподіл сили тяжкості тіла при стоянні та ходьбі в залежності від розвитку мускулатури плечового поясу.

Вікові зміни у формуванні грудної клітки. Ребра розвиваються з мезенхіми, що перетворюється на хрящ на другому місяці утробного життя. Їхнє окостеніння починається на п'ятому - восьмому тижні, а грудини - на шостому місяці. Ядра окостеніння в голівці та горбку з'являються у верхніх десяти ребрах у 5-6 років, а в останніх двох ребрах – у 15 років. Злиття частин ребра закінчується до 18-25 років.

До 1-2 років ребро складається з губчастої речовини. З 3-4 років компактний шар розвивається у середині ребра. З 7 років компактний шар розростається по всьому ребру. З 10 років компактний шар продовжує зростати в області кута. До 20 років завершується окостеніння ребер.

У мечоподібному відростку ядро ​​окостеніння у 6-12 років. У 15-16 років зростаються нижні відрізки тіла грудини. У 25 років мечоподібний відросток зростається з тілом грудини.

Грудина розвивається з багатьох парних точок окостеніння, які надзвичайно повільно зливаються. Окостеніння рукоятки та тіла грудини закінчується до 21-25 років, мечоподібного відростка – до 30 років. Злиття трьох частин грудини в одну кістку відбувається набагато пізніше, причому далеко не у всіх людей. Таким чином, грудина формується і розвивається пізніше за всіх інших кісток скелета.

Форма грудної клітки. У людей зустрічаються дві крайні форми грудної клітки: довга вузька та коротка широка. Їм відповідають форми грудини. Серед основних форм грудної клітини розрізняють конічну, циліндричну та плоску форму.

Форма грудної клітки суттєво змінюється з віком. Після народження і в перші кілька років життя грудна клітка має форму конуса зі зверненою вниз основою. З віку 2,5-3 років зростання грудної клітини йде паралельно до зростання тіла, у зв'язку з цим її довжина відповідає грудному відділу хребта. Потім зростання тіла прискорюється, а грудна клітка стає відносно коротшою. У перші три роки спостерігається збільшення кола грудної клітки, що призводить до переважання у верхній частині грудної клітки поперечного діаметра.

Поступово грудна клітина змінює конусоподібну форму і наближається до такої у дорослої людини, тобто набуває форми конуса з основою, зверненою догори. Остаточну форму грудна клітка набуває до 12-13 років, але має менші розміри, ніж у дорослих.

Статеві відмінності у формі та колі грудної клітки. Статеві відмінності у формі грудної клітки виявляються приблизно з 15 років. З цього віку починається інтенсивне збільшення сагіттального розміру грудної клітки. У дівчат під час вдиху різко піднімаються верхні ребра, у хлопчиків - нижні.

У зростанні кола грудної клітки також спостерігаються статеві відмінності. У хлопчиків коло грудної клітки з 8 до 10 років збільшується на 1-2 см на рік, до періоду статевого дозрівання (з 11 років) - на 2-5 см. У дівчаток до 7-8 років величина кола грудної клітки перевищує половину їх величини зростання. У хлопчиків таке співвідношення спостерігається до 9-10 років, з цього віку половина величини зростання стає більшою за розмір кола грудної клітки. З 11 років у хлопчиків її приріст менший, ніж у дівчаток.

Перевищення половини зростання над колом грудної клітини залежить від швидкості росту тіла, яка більша за швидкість зростання окружності грудної клітини. Зростання кола грудної клітки поступається і доданню ваги тіла, тому відношення ваги тіла до кола грудної клітки з віком поступово зменшується. Найшвидше коло грудної клітки зростає в період статевого дозрівання та в літньо-осінній період. Нормальне харчування, хороші гігієнічні умови та фізичні вправи мають головний вплив на зростання кола грудної клітки.

Параметри розвитку грудної клітки залежать від розвитку скелетних м'язів: чим більше розвинена скелетна мускулатура, тим більше розвинена грудна клітка. За сприятливих умов коло грудної клітки у дітей 12-15 років більше на 7-8 см, ніж при несприятливих. У першому випадку коло грудей зрівняється з половиною зростання в середньому до 15 років, а не до 20-21 року, як у дітей, які перебували у несприятливих умовах життя.

Неправильна посадка дітей за партою може спричинити деформацію грудної клітки і, як наслідок, порушення розвитку серця, великих судин та легень.

3.8. Особливості розвитку тазу та нижніх кінцівок. Скелет нижніх кінцівок

Тазовий пояс складається з лобкової, клубової та сідничної кісток, які закладаються самостійно і з віком зливаються, утворюючи таз, з'єднаний ззаду з крижовим відділом хребта. Таз служить опорою для внутрішніх органів та ніг. Завдяки рухливості поперекового відділу хребта таз збільшує амплітуду рухів ноги.

Скелет ноги складається з стегнової кістки (скелет стегна), з великої гомілкової і малої гомілкової кісток (скелет гомілки) і з кісток стопи.

Передплюсну складають таранна, п'яткова, човноподібна, кубоподібна і три клиноподібні кістки. Плюсну утворюють п'ять плюсневих кісток. Пальці стопи складаються з фаланг: дві фаланги в першому пальці і три фаланги в інших пальцях. Сесамоподібні кісточки розташовані, як і в руці, але значно краще виражені. Найбільшою сесамоподібною кісткою кістяка ноги є надколінна чашка, що знаходиться всередині сухожилля чотириголового м'яза стегна. Вона збільшує плече сили цього м'яза і захищає колінний суглоб спереду.

Розвиток кісток тазу. Найбільш інтенсивне зростання кісток тазу спостерігається у перші три роки життя. У процесі зрощення кісток таза можна назвати кілька етапів: 5-6 років (початок зрощення); 7-8 років (зростаються лобкова та сіднична кістки); 14-16 років (кістки тазу вже майже зрощені); 20-25 років (кінець повного зрощення).

Ці терміни необхідно враховувати під час трудових рухів та фізичних вправ (особливо для дівчаток). При різких стрибках з великої висоти і при носінні взуття на високих підборах незрослі кістки таза зміщуються, що призводить до неправильного їх зрощення та звуження виходу з порожнини малого таза, що призводить до утруднення пологів. Порушення зрощення також викликають надмірне неправильне сидіння або стояння, перенесення великих тяжкостей, особливо при нерівномірному розподілі навантаження.

Розміри тазу у чоловіків менші, ніж у жінок. Розрізняють верхній (великий) таз та нижній (малий) таз. Поперечний розмір входу в малий таз у дівчаток змінюється стрибкоподібно на кілька етапів: у 8-10 років (дуже швидко збільшується); у 10-12 років (спостерігається деяке уповільнення його приросту); з 12 до 14-15 років (приріст знову зростає). Переднезадній розмір збільшується поступово; з 9 років він менший за поперечний. У хлопчиків обидва розміри тазу збільшуються поступово.

Розвиток кісток нижніх кінцівок. На момент народження стегнова кістка складається з хряща, кістковим є лише діафіз. Синостозування у довгих кістках закінчується у віці від 18 до 24 років. Колінна чашка набуває форми, характерної для дорослого, до 10 років.

Розвиток кісток передплюсни відбувається набагато раніше кісток зап'ястя, ядра окостеніння в них (п'яткова, таранна і кубоподібна кістки) з'являються ще в утробному періоді. У клиноподібних кістках вони виникають у 1-3-4 роки, у човноподібній – у 4,5 роки. У 12-16 років закінчується окостеніння кістки п'яти.

Кістки плюсни окостеніють після кісток передплюсни, у віці 3-6 років. Окостеніння фаланг стопи відбувається на третьому-четвертому році життя. Остаточне окостеніння кісток ніг відбувається: стегнової, великогомілкової та малогомілкової - до 20-24 років; плеснових - до 17-21 у чоловіків і до 14-19 у жінок; фаланг - до 15-21 у чоловіків та до 13-17 років у жінок.

З 7 років ноги ростуть швидше у хлопчиків. Найбільше відношення довжини ноги до тулуба досягається у хлопчиків до 15 років, у дівчаток – до 13 років.

Стопа людини утворює склепіння, яке спирається на кістку п'яти і передні кінці плюсневых кісток. Загальне склепіння стопи становлять поздовжнє і поперечне склепіння. Формування склепіння стопи у людей відбулося як результат прямоходіння.

Для формування склепіння стопи велике значення має розвиток м'язів ніг, зокрема тих з них, які утримують поздовжнє та поперечне склепіння. Звід дозволяє рівномірно розподіляти вага тіла, діє, як пружина, пом'якшуючи струс і поштовхи тіла під час ходьби. Він захищає від тиску м'язи, судини та нерви підошовної поверхні. Згладжування склепіння (плоскостопіє) розвивається при тривалому стоянні, перенесенні великих тяжкостей, при носінні вузького взуття. Плоскостопість призводить до порушень постави, механіки ходьби.

3.9. Розвиток кісток верхніх кінцівок

До кістяка верхніх кінцівок відносяться плечовий пояс і кістяк руки. Плечовий пояс складається з лопатки та ключиці, скелет руки – з плеча, передпліччя та кисті. Пензлик ділиться на зап'ястя, п'ясті та пальці.

Лопатка – це плоска кістка трикутної форми, розташована на спині. Ключиця – трубчаста кістка, один кінець якої зчленовується з грудиною та ребрами, а інший – з лопаткою. Реберно-ключичний суглоб у дітей з 11-12 років; найбільшого розвитку досягає у дорослих.

Скелет руки складається з плечової кістки (скелет плеча), з ліктьової та променевої кісток (скелет передпліччя) та з кісток кисті.

Зап'ястя складається з восьми дрібних кісток, розташованих у два ряди, що утворюють жолоб на долоні та опуклість на її тильній поверхні.

П'ясть складається з п'яти невеликих трубчастих кісток, з яких найкоротша і товста - кістка великого пальця, найдовша - друга кістка, а кожна з наступних кісток менша за попередню. Виняток становить великий (перший) палець, що складається із двох фаланг. В решті чотирьох пальців по три фаланги. Найбільша фаланга проксимальна, менша - середня, найменша - дистальна.

На долонній поверхні присутні постійні сесамоподібні кісточки – усередині сухожилля між п'ясткою кісткою великого пальця та його проксимальною фалангою та непостійні – між п'ясткою кісткою та проксимальною фалангою другого та п'ятого пальців. Горохові кістки зап'ястя також відноситься до сесамоподібних кісток.

Суглоби зап'ястя, п'ясті та пальців укріплені потужним зв'язковим апаратом.

Вікові особливості розвитку верхніх кінцівок. У новонародженого ключиця майже повністю кісткова, утворення ядра окостеніння в її грудинному відділі відбувається в 16-18 років, злиття з її тілом - в 20-25 років. Зростання ядра окостеніння клювоподібного відростка з тілом лопатки відбувається у 16-17 років. Синестозування акроміального відростка з її тілом закінчується 18-25 років.

Всі довгі кістки у новонародженого, такі як плечова, променева, ліктьова, мають хрящові епіфізи та кісткові діафізи. Кісток у зап'ясті немає, і окостеніння хрящів починається: на першому році життя - у головчастій і гачкоподібній кістках; у 2-3 роки – у тригранній кістці; у 3-4 роки – у півмісячній кістці; у 4-5 років - у човноподібній кістці; у 4-6 років - у багатокутній великій кістці; у 7-15 років – у горохоподібній кістці.

Сесамоподібні кістки у першому п'ястно-фаланговому суглобі з'являються у 12-15 років. У 15-18 років нижній епіфіз плечової кістки зливається з її тілом, а верхні епіфізи зливаються з тілами передпліччя кісток. На третьому році життя відбувається окостеніння проксимальних та дистальних епіфізів фаланг. "Кістковий вік" визначають центри окостеніння кисті.

Окостеніння кісток верхніх кінцівок закінчується: у 20-25 років - у ключиці, лопатці та у плечовій кістці; в 21-25 років - у променевій кістці; у 21-24 роки - у ліктьовій кістці; у 10-13 років – у кістках зап'ястя; у 12 років – у п'ясті; у 9-11 років – у фалангах пальців.

Окостеніння закінчується у чоловіків у середньому на два роки пізніше, ніж у жінок. Виявити останні центри окостеніння можна в ключиці та лопатці у 18-20 років, у плечовій кістці – у 12-14 років, у променевій кістці – у 5-7 років, у ліктьовій кістці – у 7-8 років, у п'ясткових кістках та фалангах пальців – у 2-3 роки. Окостеніння сесамоподібних кісток зазвичай починається в період статевого дозрівання: у хлопчиків – у 13-14 років, у дівчаток – у 12-13. Початок злиття частин першої п'ясткової кістки говорить про початок статевого дозрівання.

3.10. Вплив меблів на поставу. Гігієнічні вимоги до обладнання школи

Шкільні меблі повинні відповідати віковим змінам росту та пропорцій тіла дітей, виключати можливість пошкодження тіла та легко підтримуватись у чистоті.

Парта. Це основний вид шкільних меблів. Підбір парти, що відповідає зростанню дитини, та правильна посадка є профілактикою порушень постави та зору. Нормативами затверджено п'ять номерів столів зі зростання учнів (см): А - 115-130, Б - 130-145, В - 145-160, Г - 160-175, Д - 175-190.

Для нормальних умов зору під час читання та письма нахил кришки столу парти повинен становити 14-15°. На кришці столу парти повинна вільно розміщуватися книга або зошит під кутом 25° до краю.

стілець. Спинка стільця забезпечує додаткову точку опори тіла в попереково-крижової області. Вигин спинки випорожнень повинен бути на рівні поперекового вигину хребта і відповідати йому по висоті.

Дистанцією спинки стільця називається відстань від краю кришки стола до спинки стільця. Для правильного розрахунку дистанції необхідно до діаметра тулуба школяра додати 3-5 див.

Переднезадній розмір сидіння стільця повинен відповідати 2/3-3/4 стегна, висота випорожнення над підлогою - довжині гомілки до підколінної западини з додаванням 2 см і з урахуванням висоти каблука.

Дистанцією сидіння називається відстань від краю кришки стола до переднього краю сидіння. Рекомендується негативна дистанція, коли передній край сидіння заходить на 2-3 див за край кришки столу, оскільки вона виключає викривлення хребта і порушення зору.

Різниця між висотою краю кришки столу та висотою сидіння називається диференцією парти. Вона повинна дорівнювати відстані від сидіння до ліктя руки, притисненої до тулуба, з додаванням 2-2,5 см.

Найбільш раціональні співвідношення зростання дітей та робочого місця при зростанні 110-119 см складають: висота столу - 51 см, висота сидіння - 30 см, глибина сидіння - 24-25 см. На кожні 10 см збільшення зростання відповідні розміри підвищуються на 4, 3 та 2 см відповідно, починаючи зі зростання 150-159 см, глибина сидіння збільшується на 4 см.

Правильна посадка за партою: пряме положення тулуба з незначним нахилом голови вперед, опора на спинку сидіння (без опори грудьми об край кришки парти), ноги зігнуті під прямим або трохи більшим (100-110 °) кутом з опорою на підлогу або підніжку парти.

Зауважимо, що важливу роль грає посадка учнів з урахуванням їх фізіологічних особливостей. Так, школярів зі зниженим слухом рекомендується розсаджувати на передніх партах, а короткозорих – біля вікон.

Тема 4. РОЗВИТОК РЕГУЛЯТОРНИХ СИСТЕМ ОРГАНІЗМУ

4.1. Значення та функціональна діяльність елементів нервової системи

Координація фізіологічних та біохімічних процесів в організмі відбувається за допомогою регуляторних систем: нервової та гуморальної. Гуморальна регуляція здійснюється через рідкі середовища організму – кров, лімфу, тканинну рідину, нервова регуляція – за допомогою нервових імпульсів.

Головне призначення нервової системи полягає у забезпеченні функціонування організму як єдиного цілого через взаємозв'язок між окремими органами та їх системами. Нервова система здійснює сприйняття та аналіз різноманітних сигналів з навколишнього середовища та від внутрішніх органів.

Нервовий механізм регуляції функцій організму досконаліший, ніж гуморальний. Це, по-перше, пояснюється швидкістю поширення збудження нервовою системою (до 100-120 м/с), а по-друге, тим, що нервові імпульси приходять безпосередньо до певних органів. Однак слід мати на увазі, що вся повнота і тонкість пристосування організму до навколишнього середовища здійснюються при взаємодії нервових і гуморальних механізмів регуляції.

Загальний план будови нервової системи. У нервовій системі за функціональним та структурним принципом виділяють периферичну та центральну нервову систему.

Центральна нервова система складається з головного та спинного мозку. Головний мозок розташований усередині мозкового відділу черепа, а спинний мозок – у хребетному каналі. На розрізі головного та спинного мозку розрізняють ділянки темного кольору (сіра речовина), утворені тілами нервових клітин (нейронів), та білого кольору (біла речовина), що складаються зі скупчень нервових волокон, покритих мієліновою оболонкою.

Периферична частина нервової системи складається з нервів, наприклад, пучків нервових волокон, які виходять за межі головного і спинного мозку і прямують до різних органів тіла. До неї також відносять будь-які скупчення нервових клітин поза спинним і головним мозку, такі як нервові вузли, або ганглії.

нейрон (Від грец. Neuron - нерв) - основна структурна та функціональна одиниця нервової системи. Нейрон – це складно влаштована високодиференційована клітина нервової системи, функцією якої є сприйняття подразнення, переробка подразнення та передача його до різних органів тіла. Нейрон складається з тіла клітини, одного довгого відростка, що мало гілкується - аксона і декількох коротких відростків, що гілкуються - дендритів.

Аксони бувають різної довжини: від кількох сантиметрів до 1-1,5 м. Кінець аксона сильно гілкується, утворюючи контакти з багатьма клітинами.

Дендрити - короткі відростки, що сильно гілкуються. Від однієї клітини може відходити від 1 до 1000 дендрити.

У різних відділах нервової системи тіло нейрона може мати різну величину (діаметром від 4 до 130 мк) та форму (зірчасту, округлу, багатокутну). Тіло нейрона покрите мембраною і містить, як і всі клітини, цитоплазму, ядро ​​з одним або декількома ядерцями, мітохондрії, рибосоми, апарат Гольджі, ендоплазматичну мережу.

Порушення за дендритами передається від рецепторів або інших нейронів до тіла клітини, а по аксону сигнали надходять до інших нейронів або робочих органів. Встановлено, що від 30 до 50% нервових волокон передають інформацію центральну нервову систему від рецепторів. На дендрит є мікроскопічних розмірів вирости, які значно збільшують поверхню зіткнення з іншими нейронами.

Нервове волокно. За проведення нервових імпульсів у організмі відповідають нервові волокна. Нервові волокна бувають:

а) мієлінізовані (м'якотні); чутливі та рухові волокна цього типу входять до складу нервів, що забезпечують органи почуттів та скелетну мускулатуру, а також беруть участь у діяльності вегетативної нервової системи;

б) немієлінізовані (безм'якотні), належать в основному симпатичній нервовій системі.

Мієлін виконує ізолюючу функцію і має трохи жовтуватий колір, тому м'якотні волокна виглядають світлими. Мієлінова оболонка в м'якотних нервах через проміжки рівної довжини переривається, залишаючи відкритими ділянки осьового циліндра - так звані перехоплення Ранв'є.

Безм'якотні нервові волокна немає мієлінової оболонки, вони ізольовані друг від друга лише шванновскими клітинами (мієлоцитами).

4.2. Вікові зміни морфофункціональної організації нейрона

На ранніх стадіях ембріонального розвитку нервова клітина має велике ядро, оточене незначною кількістю цитоплазми. У розвитку відносний обсяг ядра зменшується. Зростання аксона починається третьому місяці внутрішньоутробного розвитку. Дендрити виростають пізніше аксона. Синапси на дендритах розвиваються після народження.

Зростання мієлінової оболонки веде до підвищення швидкості проведення збудження нервового волокна, що призводить до підвищення збудливості нейрона.

Процес мієлінізації насамперед відбувається у периферичних нервів, далі мієлінізації піддаються волокна спинного мозку, стовбурової частини головного мозку, мозочка і пізніше за всі волокна великих півкуль головного мозку. Двигуни нервові волокна покриті мієлінової оболонкою вже на момент народження. Завершення процесу мієлінізації відбувається до трирічного віку, хоча зростання мієлінової оболонки та осьового циліндра продовжується і після 3 років.

нерви. Нерв - це скупчення нервових волокон, покрите зверху сполучнотканинною оболонкою. Нерв, що передає збудження з центральної нервової системи до органу, що іннервується (ефектору), називають відцентровим, або еферентним. Нерв, що передає збудження у напрямку центральної нервової системи, називають доцентровим, або аферентним.

Більшість нервів - змішані, до їх складу входять як доцентрові, так і відцентрові волокна.

Подразливість. Подразливістю називають здатність живих систем під впливом подразників переходити зі стану фізіологічного спокою у стан активності, тобто до процесу руху, утворення різних хімічних сполук.

Розрізняють подразники фізичні (температура, тиск, світло, звук), фізико-хімічні (зміна осмотичного тиску, активної реакції середовища, електролітного складу, колоїдного стану) та хімічні (хімічні речовини їжі, хімічні сполуки, що утворюються в організмі, - гормони, продукти обміну) речовин тощо).

Природними подразниками клітин, що викликають їхню діяльність, є нервові імпульси.

Збудливість. Клітини нервової тканини, як і клітини м'язової тканини, мають здатність швидко відповідати на подразнення, тому такі клітини отримали назву збудливих. Здатність клітин відповідати вплив зовнішніх і внутрішніх чинників (подразників) називають збудливістю. Мірою збудливості є поріг подразнення, тобто та мінімальна сила подразника, яка викликає збудження.

Порушення здатне поширюватися з однієї клітини до іншої і переміщатися з одного місця клітини до іншого.

Порушення характеризується комплексом хімічних, функціональних, фізико-хімічних, електричних явищ. Обов'язковою ознакою збудження є зміна електричного стану поверхневої клітинної мембрани.

4.3. Властивості імпульсів збудження у центральній нервовій системі. Біоелектричні явища

Головною причиною виникнення та поширення збудження є зміна електричного заряду на поверхні живої клітини, тобто так звані біоелектричні явища.

По обидва боки поверхневої клітинної мембрани у стані спокою створюється різниця потенціалів, що дорівнює близько -60-(-90) мВ, причому поверхню клітини заряджена електропозитивно по відношенню до цитоплазми. Цю різницю потенціалів називають потенціалом спокою, чи мембранним потенціалом. Величина мембранного потенціалу для клітин різних тканин різна: що вище функціональна спеціалізація клітини, то вона більша. Наприклад, для клітин нервової та м'язової тканин вона становить -80-(-90) мВ, для епітеліальної тканини -18-(-20) мВ.

Причиною виникнення біоелектричних явищ є вибіркова проникність клітинної мембрани. Усередині клітини в цитоплазмі іонів калію більше у 30-50 разів, ніж поза клітиною, іонів натрію менше у 8-10 разів, у 50 разів менше іонів хлору. У стані спокою клітинна мембрана проникніша для іонів калію, ніж для іонів натрію, і іони калію виходять через пори в мембрані назовні. Міграція позитивно заряджених іонів калію з клітини повідомляє зовнішню поверхню мембрани позитивний заряд. Таким чином, поверхня клітини у спокої несе позитивний заряд, тоді як внутрішня сторона мембрани виявляється зарядженою негативно за рахунок іонів хлору, амінокислот та інших органічних іонів, які через мембрану практично не проникають.

Коли ділянка нервового або м'язового волокна піддається дії подразника, тут виникає збудження, що виявляється в швидкому коливанні мембранного потенціалу, званого потенціалом дії.

Потенціал дії виникає через зміну іонної проникності мембрани. Відбувається збільшення проникності мембрани для катіонів натрію. Іони натрію надходять усередину клітини під дією електростатичних сил осмосу, тоді як у спокої клітинна мембрана була малопроникною для цих іонів. При цьому приплив позитивно заряджених іонів натрію із довкілля клітини в цитоплазму значно перевищує потік іонів калію з клітини назовні. В результаті відбувається зміна мембранного потенціалу (зниження мембранної різниці потенціалів, а також виникнення різниці потенціалів протилежного знаку – фаза деполяризації). Внутрішня поверхня мембрани стала позитивно зарядженою, а зовнішня внаслідок втрати позитивно заряджених іонів натрію - негативно, в цей момент реєструється пік потенціалу дії. Потенціал дії виникає у той момент, коли деполяризація мембрани досягає критичного (порогового) рівня.

Підвищення проникності мембрани для іонів натрію продовжується короткий час. Потім у клітині виникають відновлювальні процеси, що призводять до зниження проникності мембрани для іонів натрію та зростання для іонів калію. Оскільки іони калію також заряджені позитивно, їх вихід із клітини відновлює вихідні відносини потенціалів зовні й усередині клітини (фаза реполяризації).

Зміна іонного складу всередині клітини і поза нею досягається кількома шляхами: активним та пасивним трансмембранним перенесенням іонів. Пасивний транспорт забезпечують присутні в мембрані пори та селективні (виборчі) канали для іонів (натрію, калію, хлору, кальцію). Ці канали мають комірну систему і можуть бути закриті або відкриті. Активний транспорт здійснюється за принципом натрійкалієвого насоса, який працює споживаючи енергію АТФ. Його основним компонентом є мембранна NA, КАТФаза.

Проведення збудження. Проведення збудження обумовлено тим, що потенціал дії, що виник в одній клітині (або в одній з її ділянок) стає подразником, що викликає збудження сусідніх ділянок.

У м'якотних нервових волокнах мієлінова оболонка має опір і перешкоджає току іонів, тобто вона виконує роль електричного ізолятора. У мієлінізованих волокнах збудження виникає лише у ділянках, не покритих мієлінової оболонкою, - про перехопленнях Ранвье. Порушення в м'якотних волокнах поширюється стрибкоподібно від одного перехоплення Ранв'є до іншого. Воно хіба що " перестрибує " через ділянки волокна, покриті мієліном, у результаті такий механізм поширення збудження отримав назву сальтаторного (від італ. salto - стрибок). Цим пояснюється велика швидкість проведення збудження з м'якотних нервових волокон (до 120 м/с).

По безм'якотних нервових волокнах збудження поширюється повільно (від 1 до 30 м/с). Це з тим, що біоелектричні процеси клітинної мембрани проходять кожному ділянці волокна, у всій його довжині.

Існує певна залежність між швидкістю проведення збудження та діаметром нервового волокна: чим товщі волокно, тим більша швидкість проведення збудження.

Передача збудження у синапсах. Синапсом (від грец. synapsis - з'єднання) називається область контакту двох клітинних мембран, що забезпечують перехід збудження з нервових закінчень на структури, що збуджуються. Порушення від однієї нервової клітини до іншої – процес односпрямований: імпульс передається завжди з аксона одного нейрона на тіло клітини та дендрити іншого нейрона.

Аксони більшості нейронів сильно гілкуються на кінці та утворюють численні закінчення на тілах нервових клітин та їх дендритах, а також на м'язових волокнах та на клітинах залоз. Кількість синапсів на тілі одного нейрона може сягати 100 і більше, але в дендритах одного нейрона - кількох тисяч. Одне нервове волокно може утворити понад 10 тис. синапсів багатьох нервових клітинах.

Синапс має складну будову. Він утворений двома мембранами – пресинаптичною та постсинаптичною, між якими є синаптична щілина. Пресинаптична частина синапсу перебуває в нервовому закінченні, постсинаптична мембрана - тілі чи дендритах нейрона, якого передається нервовий імпульс. У пресинаптичній ділянці завжди спостерігаються великі скупчення мітохондрій.

Порушення через синапси передається хімічним шляхом за допомогою особливої ​​речовини - посередника, або медіатора, що знаходиться в синаптичних пухирцях, розташованих у пресинаптичній терміналі. У різних синапсах виробляються різні медіатори. Найчастіше це ацетилхолін, адреналін чи норадреналін.

Вирізняють також електричні синапси. Вони відрізняються вузькою синаптичною щілиною та наявністю поперечних каналів, що перетинають обидві мембрани, тобто між цитоплазмами обох клітин є прямий зв'язок. Канали утворені білковими молекулами кожної із мембран, з'єднаних комплементарно. Схема передачі збудження в такому синапсі подібна до схеми передачі потенціалу дії в гомогенному нервовому провіднику.

У хімічних синапс механізм передачі імпульсу наступний. Прихід нервового імпульсу в пресинаптичне закінчення супроводжується синхронним викидом у синаптичну щілину медіатора із синаптичних бульбашок, розташованих у безпосередній близькості від неї. Зазвичай в пресинаптичне закінчення приходить серія імпульсів, їх частота зростає при збільшенні сили подразника, приводячи до збільшення виділення медіатора в синаптичну щілину. Розміри синаптичної щілини дуже малі, і медіатор, швидко досягаючи постсинаптичної мембрани, взаємодіє з її речовиною. В результаті цієї взаємодії структура постсинаптичної мембрани тимчасово змінюється, проникність її для іонів натрію підвищується, що призводить до переміщення іонів і, як наслідок, виникнення збудливого постсинаптичного потенціалу. Коли цей потенціал досягає певної величини, виникає збудження, що поширюється - потенціал дії. За кілька мілісекунд медіатор руйнується спеціальними ферментами.

Виділяють також спеціальні синапси гальмівної дії. Вважають, що в спеціалізованих нейронах, що гальмують, в нервових закінченнях аксонів виробляється особливий медіатор, що надає гальмуючий вплив на наступний нейрон. У корі великих півкуль головного мозку таким медіатором вважають гамма-аміномасляну кислоту. Структура та механізм роботи синапсів гальмівної дії аналогічні таким у синапсів збудливої ​​дії, лише результатом їхньої дії є гіперполяризація. Це веде до виникнення гальмівного постсинаптичного потенціалу, внаслідок чого настає гальмування.

На кожній нервовій клітині розташована безліч збудливих і гальмівних синапсів, що створює умови для різних відповідей на сигнали.

4.4. Процеси збудження та гальмування у центральній нервовій системі

Порушення та гальмування не самостійні процеси, а дві стадії єдиного нервового процесу, вони завжди йдуть один за одним.

Якщо виникло збудження у певній групі нейронів, то спочатку воно поширюється на сусідні нейрони, тобто відбувається іррадіація нервового збудження. Потім порушення концентрується в одному пункті. Після цього навколо групи збуджених нейронів збудливість падає, і вони входять у стан гальмування, відбувається процес одночасної негативної індукції.

У нейронах, які були збуджені, після збудження обов'язково виникає гальмування, і навпаки, після гальмування у тих самих нейронах з'являється збудження. Це послідовна індукція. Якщо навколо груп заторможених нейронів збудливість зростає і вони входять у стан збудження - це одночасна позитивна індукція. Отже, збудження переходить у гальмування, і навпаки. Це означає, що ці стадії нервового процесу супроводжують одне одному.

4.5. Будова та функціонування спинного мозку

Спинний мозок являє собою довгий тяж довжиною (у дорослої людини) близько 45 см. Вгорі він переходить у довгастий мозок, внизу (в районі I-II поперекових хребців) спинний мозок звужується і має форму конуса, що переходить у кінцеву нитку. На місці відходження нервів до верхніх і нижніх кінцівок спинний мозок має шийне та поперекове потовщення. У центрі спинного мозку проходить канал, що йде у головний мозок. Спинний мозок розділений двома борознами (передньої та задньої) на праву та ліву половину.

Центральний канал оточений сірою речовиною, яка утворює передні та задні роги. У грудному відділі між передніми та задніми рогами розташовуються бічні роги. Навколо сірої речовини розташовані пучки білої речовини у вигляді передньої, задньої та бічної канатиків. Сіра речовина представлена ​​скупченням нервових клітин, біла речовина складається з нервових волокон. У сірій речовині передніх рогів знаходяться тіла рухових (відцентрових) нейронів, відростки яких утворюють передній корінець. У задніх рогах розташовані клітини проміжних нейронів, що здійснюють зв'язок між відцентровими та відцентровими нейронами. Задній корінець утворений волокнами чутливих (доцентрових) клітин, тіла яких розташовуються в спинно-мозкових (міжхребцевих) вузлах. Через задні чутливі коріння збудження передається з периферії спинний мозок. Через передні рухові коріння збудження передається від спинного мозку до м'язів та інших органів.

У сірій речовині бічних рогів спинного мозку розташовуються вегетативні ядра симпатичної нервової системи.

Основну масу білої речовини спинного мозку утворюють нервові волокна провідного шляху спинного мозку. Ці шляхи забезпечують зв'язок між різними частинами центральної нервової системи та утворюють висхідні та низхідні шляхи передачі імпульсів.

Спинний мозок складається з 31-33 сегментів: 8 шийних, 12 грудних, 5 поперекових і 1-3 куприкових. З кожного сегмента виходять передні та задні коріння. Обидва корінці після виходу з мозку зливаються і утворюють спинно-мозковий нерв. Від спинного мозку відходить 31 пара спинно-мозкових нервів. Спинно-мозкові нерви змішані, вони утворені доцентровими і відцентровими волокнами. Спинний мозок покритий трьома оболонками: твердою, павутинною та судинною.

Розвиток спинного мозку. Розвиток спинного мозку починається раніше, ніж розвиток інших відділів нервової системи. У ембріона спинний мозок вже досягає значних розмірів, тоді як головний мозок знаходиться на стадії мозкових пухирів.

На ранніх стадіях розвитку плода спинний мозок заповнює всю порожнину хребетного каналу, але потім хребет стовп обганяє зростання спинного мозку, і на момент народження він закінчується лише на рівні третього поперекового хребця.

Довжина спинного мозку у новонароджених становить 14-16 см. Подвоєння його довжини відбувається до 10 років. У товщину спинний мозок росте повільно. На поперечному зрізі спинного мозку дітей раннього віку чітко вирізняється переважання передніх рогів над задніми. У шкільні роки в дітей віком спостерігається збільшення розмірів нервових клітин спинного мозку.

Функції спинного мозку. Спинний мозок бере участь у здійсненні складних рухових реакцій організму. У цьому полягає рефлекторна функція спинного мозку.

У сірій речовині спинного мозку замикаються рефлекторні шляхи багатьох рухових реакцій, наприклад колінний рефлекс (при постукуванні сухожиллям чотириголового м'яза стегна в області коліна відбувається розгинання гомілки в колінному суглобі). Шлях цього рефлексу проходить через II-IV поперекові сегменти спинного мозку. У дітей на перших днях життя колінний рефлекс викликається дуже легко, але проявляється він не в розгинанні гомілки, а в згинанні. Це пояснюється переважанням тонусу м'язів-згиначів над розгиначами. У здорових однорічних дітей рефлекс виникає завжди, але виражений він слабший.

Спинний мозок іннервує всю скелетну мускулатуру, крім м'язів голови, які іннервуються черепними нервами. У спинному мозку розташовані рефлекторні центри мускулатури тулуба, кінцівок та шиї, а також багато центрів вегетативної нервової системи: рефлекси сечовипускання та дефекації, рефлекторного набухання статевого члена (ерекція) та виверження насіння у чоловіків (еякуляція).

Провідна функція спинного мозку. Центрошвидкісні імпульси, що надходять у спинний мозок через задні коріння, передаються по провідних шляхах спинного мозку до відділів головного мозку, що лежать вище. У свою чергу, з вищерозташованих відділів центральної нервової системи через спинний мозок надходять імпульси, що змінюють стан скелетної мускулатури та внутрішніх органів. Діяльність спинного мозку у людини значною мірою підпорядкована координуючого впливу відділів центральної нервової системи, що лежать вище.

4.6. Будова та функціонування головного мозку

У будові головного мозку виділяють три великі відділи: стовбур, підкірковий відділ, кору великих півкуль. Стовбур головного мозку утворюють довгастий, задній та середній мозок. У основу мозку виходять 12 пар черепних нервів.

Довгастий мозок і міст (задній мозок). Довгастий мозок є продовженням у порожнині черепа спинного мозку. Довжина його - близько 28 мм, ширина поступово збільшується і в найширшому місці досягає 24 мм. Центральний канал спинного мозку безпосередньо переходить у канал довгастого мозку, значно розширюючись у ньому і перетворюючись на четвертий шлуночок. У речовині довгастого мозку є окремі скупчення сірої речовини, що утворюють ядра черепних нервів. Біла речовина довгастого мозку утворена волокнами провідних шляхів. Попереду довгастого мозку у вигляді поперечного валу розташований варолів міст.

Від довгастого мозку відходять коріння черепно-мозкових нервів: XII - під'язиковий, XI - додатковий нерв, X - блукаючий нерв, IX - язикоглотковий нерв. Між довгастим мозком і мостом виходять корінці VII та VIII черепних нервів – лицьового та слухового. З мосту виходять коріння VI і V нервів - відвідного та трійчастого.

У задньому мозку замикаються шляхи багатьох складнокоординованих рухових рефлексів. Тут розташовані життєво важливі центри регуляції дихання, серцево-судинної діяльності, функцій органів травлення, обміну речовин. Ядра довгастого мозку беруть участь у здійсненні таких рефлекторних актів, як відділення травних соків, жування, ссання, ковтання, блювання, чхання.

У новонародженого довгастий мозок разом із мостом важить близько 8 г, що становить 2 % від маси головного мозку (у дорослого – 1,6 %). Ядра довгастого мозку починають формуватися у внутрішньоутробному періоді розвитку і на момент народження вже сформовані. Дозрівання ядер довгастого мозку закінчується до 7 років.

мозочок. Позаду довгастого мозку і мосту розташовується мозок. Він має дві півкулі, з'єднані черв'яком. Сіра речовина мозочка лежить поверхнево, утворюючи його кору товщиною 1-2,5 мм. Поверхня мозочка покрита великою кількістю борозен.

Під корою мозочка розташовується біла речовина, всередині якої є чотири ядра сірої речовини. Волокна білої речовини здійснюють зв'язок між різними частинами мозочка, а також утворюють нижні, середні та верхні ніжки мозочка. Ніжки забезпечують зв'язок мозочка з іншими відділами мозку.

Мозок бере участь у координації складних рухових актів, тому до нього приходять імпульси від усіх рецепторів, які дратуються під час рухів тіла. Наявність зворотного зв'язку мозочка і кори великих півкуль головного мозку дають можливість йому впливати на довільні рухи, а великим півкулям через мозок регулювати тонус скелетних м'язів, координувати їх скорочення. У людини з порушеннями або випаданням функцій мозочка порушується регуляція м'язового тонусу: рухи рук і ніг стають різкими, нескоординованими; хода хитка (що нагадує ходу п'яного); спостерігається тремор кінцівок та голови.

У новонароджених черв'як мозочка розвинений краще, ніж самі півкулі. Найбільш інтенсивне зростання мозочка спостерігається в перший рік життя. Потім темпи розвитку його знижуються, і до 15 років він досягає таких самих розмірів, як у дорослої людини.

Середній мозок. Середній мозок складається з ніжок великого мозку та четверогір'я. Порожнина середнього мозку представлена ​​вузьким каналом – водопроводом мозку, який знизу повідомляється з четвертим шлуночком, а зверху – з третім. У стінці мозкового водопроводу знаходяться ядра III і IV черепних нервів - окорухового та блокового. Через середній мозок проходять всі висхідні шляхи до кори великих півкуль і мозочка і низхідні, що несуть імпульси до довгастого і спинного мозку.

У середньому мозку знаходяться скупчення сірої речовини у вигляді ядер чотирипагорби, ядер окорухового та блокового нервів, червоного ядра та чорної субстанції. Передні горби четверогір'я є первинними зоровими центрами, а задні горби - первинними слуховими центрами. З їх допомогою здійснюються орієнтовні рефлекси світ і звук (рух очей, поворот голови, насторожування вух тварин). Чорна субстанція забезпечує координацію складних актів ковтання та жування, регулює тонкі рухи пальців рук (дрібномоторику) та ін. Червоне ядро ​​також регулює м'язовий тонус.

Ретикулярна формація. По всьому стовбуру мозку (від верхнього кінця спинного мозку до зорових горбів і гіпоталамуса включно) розташовується освіта, що складається зі скупчень нейронів різних форм і типів, які густо переплетені волокнами, що йдуть у різних напрямках. Під збільшенням ця освіта нагадує мережу, тому воно отримало назву сітчастої, або ретикулярної, формації. У ретикулярній формації стовбура мозку людини описано 48 окремих ядер та клітинних груп.

При подразненні структур ретикулярної формації немає ніякої видимої реакції, проте змінюється збудливість різних відділів центральної нервової системи. Через ретикулярну формацію проходять як висхідні доцентрові, так і низхідні відцентрові шляхи. Тут здійснюються їх взаємодія та регуляція збудливості всіх відділів центральної нервової системи.

По висхідних шляхах ретикулярна формація надає активізуючий вплив на кору великих півкуль і підтримує в ній стан, що не спить. Аксони ретикулярних нейронів стовбура мозку досягають кори великих півкуль, утворюючи при цьому висхідну ретикулярну активуючу систему. Причому деякі з цих волокон на своєму шляху до кори перериваються в таламус, інші йдуть прямо в кору. У свою чергу, ретикулярна формація стовбура мозку отримує волокна та імпульси, що йдуть від кори великих півкуль і регулюють діяльність самої ретикулярної формації. Вона також має високу чутливість до таких фізіологічно активних речовин, як адреналін та ацетилхолін.

Проміжний мозок. Разом з кінцевим мозком, утвореним корою та підкірковими вузлами, проміжний мозок (зорові горби і підбугорна область) входить до складу переднього відділу мозку. Проміжний мозок складається з чотирьох частин, які оточують порожнину третього шлуночка, - епіталамуса, дорсального таламуса, вентрального таламуса та гіпоталамуса.

Основну частину проміжного мозку становить таламус (зоровий бугор). Це велике парне утворення сірої речовини яйцеподібної форми. Сіра речовина таламуса тонкими білими прошарками розділена на три області: передню, медіальну та латеральну. Кожна область є скупчення ядер. Залежно від особливостей їхнього впливу активність клітин кори великих півкуль ядра прийнято розділяти на дві групи: специфічні і неспецифічні (чи дифузні).

Специфічні ядра таламуса завдяки своїм волокнам досягають кори великих півкуль, де утворюють обмежену кількість синаптичних зв'язків. При їх подразненні одиночними електричними розрядами у відповідних обмежених областях кори швидко виникає реакція у відповідь, латентний період становить всього 1-6 мс.

Імпульси від неспецифічних таламічних ядер надходять одночасно до різних ділянок кори великих півкуль. При подразненні неспецифічних ядер реакція у відповідь виникає через 10-50 мс майже з усієї поверхні кори, дифузно; при цьому потенціали у клітинах кори мають великий латентний період і коливаються хвилеподібно. Це реакція залучення.

Відцентрові імпульси від усіх рецепторів організму (зорові, слухові, імпульси від рецепторів шкіри, обличчя, тулуба, кінцівок, від пропріорецепторів, смакових рецепторів, рецепторів внутрішніх органів (вісцерорецепторів)), крім тих, які надходять від нюхових рецепторів, спочатку надходять у ядра таламуса , а потім уже в кору головного мозку, де переробляються та одержують емоційне забарвлення. Сюди надходять імпульси з мозочка, які потім йдуть до моторної зони кори півкуль.

При ураженні зорових пагорбів відбувається порушення прояву емоцій, змінюється характер відчуттів: часто незначні дотики до шкіри, звук або світло викликають у хворих напади тяжких болів або, навпаки, навіть сильне больове подразнення не відчувається. Тому таламус вважають найвищим центром больової чутливості, проте у формуванні больових відчуттів бере участь і кора великих півкуль.

Гіпоталамус примикає до зорового бугра знизу, відокремлюючись від нього відповідною борозеною. Його переднім кордоном є хіазм зорових нервів. Гіпоталамус складається з 32 пар ядер, які об'єднуються у три групи: передню, середню та задню. За допомогою нервових волокон гіпоталамус повідомляється з ретикулярною формацією стовбура мозку, з гіпофізом та таламусом.

Гіпоталамус – головний підкірковий центр регуляції вегетативних функцій організму, він впливає як через нервову систему, так і через залози внутрішньої секреції. У клітинах ядер передньої групи гіпоталамуса виробляється нейросекрет, який гіпоталамо-гіпофізарним шляхом транспортується в гіпофіз. Гіпоталамус та гіпофіз часто об'єднують у гіпоталамо-гіпофізарну систему.

Існує зв'язок гіпоталамуса та надниркових залоз: збудження гіпоталамуса викликає секрецію адреналіну та норадреналіну. Отже, гіпоталамус регулює діяльність ендокринних залоз. Гіпоталамус також бере участь у регуляції діяльності серцево-судинної та травної систем.

Сірий бугор (одне з великих ядер гіпоталамуса) бере участь у регуляції функцій обміну речовин та багатьох залоз ендокринної системи. Руйнування сірого бугра викликає атрофію статевих залоз, яке тривале роздратування може призвести до раннього статевого дозрівання, виникнення виразок на шкірі, виразки шлунка і дванадцятипалої кишки.

Гіпоталамус бере участь у регуляції температури тіла, водного обміну, обміну вуглеводів. У хворих з порушенням функції підгір'я дуже часто порушений менструальний цикл, спостерігається статева слабкість та ін. Ядра гіпоталамуса беруть участь у багатьох складних поведінкових реакціях (статевих, харчових, агресивно-оборонних). Гіпоталамус регулює сон та неспання.

Більшість ядер зорових горбів на момент народження добре розвинена. Після народження відбувається лише збільшення зорових горбів обсягом з допомогою зростання нервових клітин та розвитку нервових волокон. Цей процес триває до 13-15 років.

У новонароджених диференціювання ядер підбугрової області не завершено, і остаточний свій розвиток вона отримує в період статевого дозрівання.

Базальні ганглії. Усередині великих півкуль між проміжним мозком і лобовими частками розташовуються скупчення сірої речовини - так звані базальні, або підкіркові, ганглії. Це три парні утворення: хвостате ядро, шкаралупа, бліда куля.

Хвостате ядро ​​та шкаралупа мають подібні клітинну будову та ембріональний розвиток. Їх об'єднують у єдину структуру – смугасте тіло. Філогенетично ця нова освіта вперше з'являється у рептилій.

Бліда куля - більш давня освіта, її можна знайти вже у костистих риб. Він здійснює регуляцію складних рухових актів, таких як рухи рук під час ходьби, скорочення мімічної мускулатури. У людини при порушенні функцій блідої кулі обличчя стає маскоподібним, хода сповільнена, позбавлена ​​рухів рук, всі рухи утруднені.

Базальні ганглії пов'язані доцентровими шляхами з корою головного мозку, мозком, таламусом. При ураженнях смугастого тіла в людини спостерігаються безперервні рухи кінцівок і хорея (сильні, без будь-якого порядку та послідовності руху, що захоплюють майже всю мускулатуру). Підкіркові ядра пов'язані з вегетативними функціями організму: за їх участю здійснюються найскладніші харчові, статеві та інші рефлекси.

Великі півкулі головного мозку. Півкулі головного мозку складаються з підкіркових гангліїв та мозкового плаща, що оточують бічні шлуночки. У дорослої людини маса великих півкуль становить близько 80% маси головного мозку. Права та ліва півкулі розділені глибоким поздовжнім борознам. У глибині цієї борозни знаходиться мозолисте тіло, утворене нервовими волокнами. Мозолисте тіло з'єднує ліву та праву півкулі.

Мозковий плащ представлений корою головного мозку, сірою речовиною великих півкуль, яка утворена нервовими клітинами з відростками, що відходять від них, і клітинами нейроглії. Клітини глії виконують опорну функцію для нейронів, беруть участь у обміні речовин нейронів.

Кора великих півкуль головного мозку є найвищим, філогенетично наймолодшим утворенням центральної нервової системи. У корі налічується від 12 до 18 млрд нервових клітин. Кора має товщину від 1,5 до 3 мм. Загальна поверхня півкуль кори у дорослої людини – 1700-2000 кв. див. Значний приріст площі півкуль йде за рахунок численних борозен, які ділять всю поверхню його на опуклі звивини та частки.

Виділяють три головні борозни: центральну, бічну та тім'яно-потиличну. Вони ділять кожну півкулю на чотири частки: лобну, тім'яну, потиличну та скроневу. Лобна частка знаходиться попереду центральної борозни. Тіменна частка попереду обмежена центральною борозеною, позаду - тім'яно-потиличною борозеною, внизу - бічною борозеною. Позаду тім'яно-потиличної борозни знаходиться потилична частка. Скронева частка обмежена вгорі глибокої бічної борозна. Між скроневою та потиличною частками різкої межі немає. Кожна частка мозку, у свою чергу, ділиться борознами на ряд звивин.

Зростання та розвиток головного мозку. Маса головного мозку новонародженого становить 340-400 г, що відповідає 1/8-1/9 маси його тіла (у дорослої людини маса мозку становить 1/40 маси тіла).

До четвертого місяця розвитку плода поверхня великих півкуль гладка – лісенцефалічна. Однак уже до п'яти місяців відбувається утворення бічної, потім центральної, тім'яно-потиличної борозни. На момент народження кора великих півкуль має такий самий тип будівлі, як і в дорослого, але в дітей віком вона значно тонша. Форма та величина борозен та звивин істотно змінюються і після народження.

Нервові клітини новонародженого мають просту веретеноподібну форму з дуже невеликою кількістю відростків. Мієлінізація нервових волокон, розташування шарів кори, диференціювання нервових клітин переважно завершуються до 3 років. Подальший розвиток головного мозку пов'язаний зі збільшенням кількості асоціативних волокон та утворенням нових нервових зв'язків. Маса мозку у роки збільшується незначно.

Структурно-функціональна організація кори головного мозку. Нервові клітини та волокна, що утворюють кору, розташовані у сім шарів. У різних шарах кори нервові клітини відрізняються формою, величиною та характером розташування.

I шар – молекулярний. У цьому шарі мало нервових клітин, вони дуже дрібні. Шар утворений переважно сплетенням нервових волокон.

II шар – зовнішній зернистий. Складається з дрібних нервових клітин, схожих на зерна, та клітин у вигляді дуже дрібних пірамід. Цей шар бідний на мієлінові волокна.

ІІІ шар - пірамідний. Утворений середніми та великими пірамідними клітинами. Цей шар товщі, ніж два перші.

IV шар – внутрішній зернистий. Складається, як і II шар, із дрібних зернистих клітин різної форми. У деяких областях кори (наприклад, у моторній ділянці) цей шар може бути відсутнім.

V шар – гангліозний. Складається із великих пірамідних клітин. У руховій ділянці кори пірамідні клітини досягають найбільшої величини.

VI шар – поліморфний. Тут клітини трикутної та веретеноподібної форми. Цей шар належить до білої речовини мозку.

VII шар розрізняють лише у деяких областях кори. Він складається з веретеноподібних нейронів. Цей шар значно бідніший за клітини і багатший за волокна.

У процесі діяльності між нервовими клітинами всіх верств кори виникають як постійні, і тимчасові зв'язку.

За особливостями клітинного складу і будови кору великих півкуль поділяють ряд ділянок - про полів.

Біла речовина півкуль мозку. Біла речовина великих півкуль знаходиться під корою, вище мозолистого тіла. У складі білої речовини розрізняють асоціативні, комісуральні та проекційні волокна.

Асоціативні волокна пов'язують між собою окремі ділянки однієї й тієї ж півкулі. Короткі асоціативні волокна пов'язують окремі звивини і близькі поля, довгі - звивини різних часток у межах півкулі.

Комісуральні волокна пов'язують симетричні частини обох півкуль, і майже всі вони проходять через мозолисте тіло.

Проекційні волокна виходять межі півкуль у складі низхідних і висхідних шляхів, якими здійснюється двосторонній зв'язок кори з нижчележачими відділами центральної нервової системи.

4.7. Функції вегетативного відділу нервової системи

Зі спинного мозку та інших відділів центральної нервової системи виходять два роди відцентрових нервових волокон:

1) рухові волокна нейронів передніх рогів спинного мозку, що доходять по периферичних нервах безпосередньо до скелетних м'язів;

2) вегетативні волокна нейронів бічних рогів спинного мозку, що доходять лише до периферичних вузлів, або гангліїв, вегетативної нервової системи. Далі до органу відцентрові імпульси вегетативної нервової системи надходять із нейронів, що знаходяться у вузлах. Нервові волокна, що розташовуються до вузлів, називаються передвузловими, після вузлів – післявузловими. На відміну від рухового відцентрового шляху вегетативний відцентровий шлях може перериватись більш ніж в одному з вузлів.

Вегетативна нервова система ділиться на симпатичну та парасимпатичну. Виділяють три основні вогнища локалізації парасимпатичної нервової системи:

1) у спинному мозку. Розташована в бічних рогах 2-4 крижових сегментів;

2) у довгастому мозку. З нього виходять парасимпатичні волокна VII, IX, X та XII пар черепно-мозкових нервів;

3) у середньому мозку. З нього виходять парасимпатичні волокна ІІІ пари черепно-мозкових нервів.

Парасимпатичні волокна перериваються у вузлах, що знаходяться на органі або всередині нього, наприклад, у вузлах серця.

Симпатична нервова система починається в бічних рогах з 1-2-го грудного по 3-4-й поперекові сегменти. Симпатичні волокна перериваються в околохребцевих вузлах прикордонного симпатичного стовбура і передхребцевих вузлах, що знаходяться на деякій відстані від хребта, наприклад у вузлах сонячного сплетення, верхньому і нижньому брижових.

У вузлах вегетативної нервової системи знаходяться три типи нейронів Догеля:

а) нейрони з короткими, сильно розгалуженими дендритами та тонким безм'якотним нейритом. У цьому основному типі нейронів, що у всіх великих вузлах, закінчуються передвузлові волокна, які нейриты є послеузловыми. Ці нейрони виконують рухову, ефекторну функцію;

б) нейрони з 2-4 і більше довгими, малогіллястими або негалузеними відростками, що виходять за межі вузла. На цих нейронах не закінчуються передвузлові волокна. Вони знаходяться в серці, кишечнику та інших внутрішніх органах і є чутливими. За допомогою цих нейронів здійснюються місцеві, периферичні рефлекси;

в) нейрони, що мають дендрити, що не виходять за межі вузла, і нейрити, що прямують до інших вузлів. Вони виконують асоціативну функцію або є різновидом нейронів першого типу.

Функції вегетативної нервової системи. Вегетативні волокна відрізняються від рухових волокон поперечно-смугастих м'язів значно нижчою збудливістю, більшим прихованим періодом подразнення і більш тривалою рефрактерністю, меншою швидкістю проведення збудження (10-15 м/с у передвузлових і 1-2 м/с у післявузлових волокна.

Основними речовинами, що збуджують симпатичну нервову систему, є адреналін та норадреналін (симпатин), парасимпатичну нервову систему – ацетилхолін. Ацетилхолін, адреналін і норадреналін можуть викликати не тільки збудження, але й гальмування: реакція залежить від дози та вихідного обміну речовин в органі, що іннервується. Ці речовини синтезуються в тілах нейронів і в синаптичних закінченнях волокон в органах, що іннервуються. Адреналін і норадреналін утворюються в тілах нейронів і в синапсах передузлових симпатичних волокон, що гальмують, норадреналін - в закінченнях всіх післявузлових симпатичних волокон, за винятком потових залоз. Ацетилхолін утворюється в синапсах всіх збуджуючих передвузлових симпатичних та парасимпатичних волокон. Закінчення вегетативних волокон, де утворюються адреналін і норадреналін, називають адренергічними, а закінчення, де утворюється ацетилхолін, - холінергічними.

Вегетативна іннервація органів. Існує думка, що всі органи іннервуються симпатичними та парасимпатичними нервами, що діють за принципом антагоністів, проте це уявлення неправильне. Органи почуттів, нервова система, поперечно-смугасті м'язи, потові залози, гладка мускулатура миготливих перетинок, м'язів, що розширюють зіницю, більшу частину кровоносних судин, сечоводів та селезінки, надниркові залози, гіпофіз інервуються тільки симпатичними нервовими волокнами. Деякі органи, наприклад циліарні м'язи ока, м'язи, що звужують зіницю, іннервуються лише парасимпатичними волокнами. Середній відділ кишечника немає парасимпатичних волокон. Деякі органи іннервуються переважно симпатичними волокнами (матка), інші - парасимпатическими (піхва).

Вегетативна нервова система здійснює дві функції:

а) ефекторну - викликає діяльність непрацюючого органу або збільшує діяльність працюючого та гальмує або зменшує функцію працюючого органу;

б) трофічну - збільшує або зменшує обмін речовин в органі та у всьому організмі.

Симпатичні волокна відрізняються від парасимпатичних меншою збудливістю, великим прихованим періодом подразнення та тривалістю наслідків. У свою чергу, парасимпатичні волокна мають нижчий поріг подразнення; вони починають функціонувати відразу після подразнення та припиняють свою дію ще під час роздратування (що пояснюється швидким руйнуванням ацетилхоліну). Навіть у органах, які отримують подвійну іннервацію, між симпатичними та парасимпатичними волокнами існує не антагонізм, а взаємодія.

4.8. Ендокринні залози. Їх взаємозв'язок та функції

Залози внутрішньої секреції (ендокринні) не мають вивідних проток і виділяють секрет безпосередньо у внутрішнє середовище – кров, лімфу, тканинну та спинно-мозкову рідину. Ця особливість відрізняє їх від залоз зовнішньої секреції (травних) та екскреторних залоз (нирок і потових), що виділяють утворювані ними продукти у зовнішнє середовище.

Гормони. Ендокринні залози продукують різні хімічні речовини – так звані гормони. Гормони діють обмін речовин у мізерно малих кількостях, вони служать каталізаторами, здійснюючи свій вплив через кров і нервову систему. Гормони впливають на розумовий і фізичний розвиток, зростання, зміна будови організму та його функції, визначають статеві відмінності.

Гормони характеризуються специфічністю дії: надають вибіркову дію лише певну функцію (чи функції). Вплив гормонів на обмін речовин здійснюється в основному через зміни активності певних ферментів, причому гормони впливають безпосередньо на їх синтез, або на синтез інших речовин, що беруть участь у конкретному ферментативному процесі. Дія гормону залежить від дози і може гальмуватись різними сполуками (іноді їх називають антигормонами).

Встановлено, що гормони активно впливають формування організму вже на ранніх стадіях внутрішньоутробного розвитку. Наприклад, у зародка функціонують щитовидна, статеві залози та гонадотропні гормони гіпофіза. Існують вікові особливості функціонування та будови залоз внутрішньої секреції. Так, деякі ендокринні залози особливо інтенсивно функціонують у дитячому віці, інші – у зрілому.

Щитовидна залоза. Складається щитовидна залоза з перешийка та двох бічних часток, розташована на шиї попереду та з боків трахеї. Вага щитовидної залози становить: у новонародженого - 1,5-2,0 г, до 3 років - 5,0 г, до 5 років - 5,5 г, до 5-8 років - 9,5 г, до 11-12 років (до початку статевого дозрівання) - 10,0-18,0 м, до 13-15 років - 22-35 м, у дорослого - 25-40 м. На старості вага залози падає, причому у чоловіків більше, ніж у жінок .

Щитовидна залоза рясно постачається кров'ю: обсяг крові, що проходить через неї, у дорослої людини становить 5-6 куб. дм крові за годину. Заліза секретує два гормони - тироксин, або тетрайодтиронін (Т4), та трийодтиронін (Т3). Тироксин синтезується з амінокислоти тирозину та йоду. У дорослої людини в організмі міститься 25 мг йоду, їх у щитовидної залозі - 15 мг. Обидва гормони (Т3 і Т4) утворюються в щитовидній залозі одночасно і безперервно в результаті протеолітичного розщеплення тиреоглобуліну. Т3 синтезується в 5-7 разів менше, ніж Т4, він містить менше йоду, але його активність у 10 разів більша за активність тироксину. У тканинах Т4 перетворюється на Т3. Виводиться Т3 із організму швидше, ніж тироксин.

Обидва гормони посилюють поглинання кисню та окислювальні процеси, підвищують теплоутворення, гальмують утворення глікогену, збільшуючи його розщеплення у печінці. Дія гормонів на білковий обмін пов'язані з віком. У дорослих та у дітей тиреоїдні гормони мають протилежну дію: у дорослих при надлишку гормону збільшується розщеплення білків і настає схуднення, у дітей – збільшується синтез білка та прискорюються ріст та формування організму. Обидва гормони збільшують синтез та розщеплення холестерину з переважанням розщеплення. Штучне підвищення вмісту тиреоїдних гормонів збільшує основний обмін та підвищує активність протеолітичних ферментів. Припинення їх надходження у кров різко знижує основний обмін. Гормони щитовидної залози підвищують імунітет.

Порушення функції щитовидної залози призводить до тяжких захворювань та патологій розвитку. При гіперфункції щитовидної залози з'являються ознаки базедової хвороби. У 80% випадків вона розвивається після психічної травми; зустрічається у всіх віках, але частіше з 20 до 40 років, причому у жінок у 5-10 разів частіше, ніж у чоловіків. При гіпофункції щитовидної залози спостерігається таке захворювання як мікседема. У дітей мікседема є результатом уродженої відсутності щитовидної залози (аплазія) або її атрофії з гіпофункцією або відсутністю секреції (гіпоплазія). При мікседемі часті випадки олігофренії (викликається порушенням утворення тироксину внаслідок затримки перетворення амінокислоти фенілаланіну на тирозин). Також можливий розвиток кретинізму, викликаного розростанням опорної сполучної тканини залози за рахунок клітин, що утворюють секрет. Дане явище найчастіше має географічну прихильність, тому отримало назву ендемічного зоба. Причиною ендемічного зобу є нестача йоду в їжі, головним чином рослинної, а також у питній воді.

Щитовидна залоза іннервується симпатичними нервовими волокнами.

Околощитовидні (паращитовидні) залози. У людини чотири навколощитоподібні залози. Їх загальна вага становить 0,13-0,25 м. Вони розташовані на задній поверхні щитовидної залози, найчастіше навіть у її тканині. У околощитовидних залозах розрізняють два види клітин: головні та оксифільні. Оксифільні клітини з'являються з 7-8 років, до 10-12 років їх стає більше. З віком спостерігається збільшення кількості клітин жирової та опорної тканини, яка до 19-20 років починає витісняти залізисті клітини.

Паращитовидні залози утворюють паратиреоїдний гормон (паратиреоїдин, паратгормон), що є білковою речовиною (альбумозою). Гормон виділяється безперервно і регулює розвиток скелета та відкладення кальцію в кістках. Його регуляторний механізм заснований на регуляції функції остеокластів, що розсмоктують кістки. Активна робота остеокластів призводить до виходу кальцію з кісток, завдяки цьому забезпечується постійний вміст кальцію в крові на рівні 5-11 мг%. Паратгормон також підтримує на певному рівні вміст ферменту фосфатази, що бере участь у відкладенні фосфорнокислого кальцію в кістках. Секреція паратиреоїдину регулюється вмістом кальцію в крові: чим його менше, тим секреція залози вища.

Околощитовидні залози також продукують інший гормон - кальцитонін, який знижує вміст кальцію в крові, секреція його посилюється зі збільшенням вмісту кальцію в крові.

Атрофія околощитовидных залоз викликає тетанію (судомну хворобу), що виникає внаслідок значного підвищення збудливості центральної нервової системи, викликаного зменшенням вмісту кальцію у крові. При тетанії спостерігаються судомні скорочення м'язів гортані, параліч дихальних м'язів та зупинка серця. Хронічна гіпофункція околощитовидних залоз супроводжується підвищеною збудливістю нервової системи, слабкими судомами м'язів, розладами травлення, окостеніння зубів, випадання волосся. Перезбудження нервової системи переходить у гальмування. Спостерігаються явища отруєння продуктами обміну білків (гуанідином). При хронічній гіперфункції залоз зменшується вміст кальцію в кістках, вони руйнуються та стають ламкими; порушуються серцева діяльність та травлення, знижується сила м'язової системи, настає апатія, а у важких випадках – смерть.

Навколощитовидні залози іннервуються гілочками зворотного та гортанного нервів та симпатичними нервовими волокнами.

Зобна (вилочкова) заліза. Вилочкова залоза розташована в грудній порожнині за грудиною, складається з правої та лівої неоднакових часток, об'єднаних сполучною тканиною. Кожна часточка вилочкової залози складається з кіркового та мозкового шарів, основою яких є ретикулярна сполучна тканина. У кірковому шарі багато лімфоцитів малого розміру, мозковому шарі лімфоцитів відносно менше.

З віком розміри та будова залози сильно змінюються: до 1 року її маса становить 13 г; з 1 до 5 років -23 г; з 6 до 10 років – 26 г; з 11 до 15 років – 37,5 г; з 16 до 20 років – 25,5 г; з 21 року до 25 років – 24,75 г; з 26 до 35 років – 20 г; з 36 до 45 років – 16 г; з 46 до 55 років – 12,85 г; з 66 до 75 років – 6 р. Найбільша абсолютна вага залози у підлітків, потім він починає знижуватися. Найбільша відносна вага (на кг ваги тіла) у новонароджених – 4,2 %, потім починається її зниження: у 6-10 років – до 1,2 %, у 11-15 років – до 0,9 %, у 16-20 років – до 0,5 %. З віком залізиста тканина поступово заміщується жировою. Переродження залози можна знайти з 9-15 років.

Вилочкова залоза за вмістом аскорбінової кислоти знаходиться на другому місці після надниркових залоз. Крім того, в ній багато вітамінів В2, D та цинку.

Гормон, що виробляється вилочковою залозою, невідомий, але вважається, що він регулює імунітет (бере участь у процесі дозрівання лімфоцитів), бере участь у процесі статевого дозрівання (гальмує статевий розвиток), посилює ріст організму та затримує солі кальцію в кістках. Після її видалення різко посилюється розвиток статевих залоз: затримка переродження вилочкової залози уповільнює розвиток статевих залоз, і навпаки, після кастрації у ранньому дитячому віці вікові зміни залози не настають. Гормони щитовидної залози викликають збільшення вилочкової залози у організму, що росте, а гормони надниркових залоз, навпаки, викликають її зменшення. У разі видалення вилочкової залози надниркові залози та щитовидна залоза гіпертрофуються, а підвищення функції зобної залози знижує функцію щитовидної залози.

Зобна залоза іннервується симпатичними та парасимпатичними нервовими волокнами.

Надниркові залози (надниркові залози). Це парні залози, їх дві. Обидві охоплюють верхні кінці кожної нирки. Середня вага обох надниркових залоз - 10-14г, причому у чоловіків вони відносно менші, ніж у жінок. Вікові зміни відносної ваги обох надниркових залоз виглядають наступним чином: у новонароджених - 6-8г, у дітей 1-5 років - 5,6г; 10 років - 6,5 м; 11-15 років - 8,5 м; 16-20 років - 13 г; 21-30 років - 13,7 м.р.

Надниркова залоза складається з двох шарів: коркового (складається з інтерренальної тканини, має мезодермальне походження, в онтогенезі з'являється дещо раніше мозкового) та мозкового шару (складається з хромафінної тканини, має ектодермальне походження).

Корковий шар надниркових залоз новонародженої дитини значно перевершує мозковий шар, у однорічної дитини він вдвічі товщі мозкового. У 9-10 років спостерігається посилене зростання обох шарів, але до 11 років товщина мозкового шару перевищує товщину коркового шару. Закінчення формування кіркового шару посідає 10-12 років. Товщина мозкового шару у людей похилого віку вдвічі більше кіркового.

Корковий шар надниркових залоз складається з чотирьох зон: верхньої (клубочкової); дуже вузькою проміжною; середньої (найширшої, пучкової); нижньої сітчастої.

Основні зміни у будові надниркових залоз починаються з 20 і тривають до 50 років. У цей період відбувається розростання клубочкової та сітчастої зон. Після 50 років спостерігається зворотний процес: клубочкова та сітчаста зони зменшуються до повного зникнення, за рахунок цього збільшується пучкова зона.

Функції шарів надниркових залоз різні. У кірковому шарі утворюються близько 46 кортикостероїдів (близькі за хімічною будовою до статевих гормонів), їх лише 9 є біологічно активними. Крім того, у кірковому шарі утворюються чоловічі та жіночі статеві гормони, що беруть участь у дітей у розвитку статевих органів до статевого дозрівання.

За характером дії кортикостероїди поділяють на два види.

I. Глюкокортикоїди (метаболокортикоїди). Ці гормони посилюють розщеплення вуглеводів, білків і жирів, перехід білків у вуглеводи та фосфорилювання, збільшують працездатність скелетних м'язів та знижують їхню стомлюваність. При нестачі глюкокортикоїдів припиняються скорочення м'язів (адинамія). До глюкокортикоїдних гормонів відносяться (у порядку зменшення біологічної активності) кортизол (гідрокортизон), кортикостерон, кортизон, 11-дезоксикортизол, 11-дегідрокортикостерон. Гідрокортизон та кортизон у всіх вікових групах збільшують споживання кисню серцевим м'язом.

Гормони кори надниркових залоз, особливо глюкокортикоїди, беруть участь у захисних реакціях організму на стресові впливи (больові подразнення, холод, нестача кисню, великі фізичні навантаження та ін.). Також у реакції на стрес бере участь адренокортикотропний гормон гіпофіза.

Найбільший рівень секреції глюкокортикоїдів спостерігається в період статевого дозрівання, після закінчення їх секреція стабілізується на рівні, близькому до рівня дорослих.

ІІ. Мінералокортикоїди. Вони слабо впливають на вуглеводний обмін і в основному впливають на обмін солей та води. До них відносяться (у порядку зменшення біологічної активності) альдостерон, дезоксикортикостерон, 18-окси-дезоксикортикостерон, 18-оксикортикостерон. Мінералокортикоїди змінюють обмін вуглеводів, повертають працездатність стомленим м'язам шляхом відновлення нормального співвідношення іонів натрію та калію та нормальної клітинної проникності, збільшують реабсорбцію води у нирках, підвищують артеріальний кров'яний тиск. Нестача мінералокортикоїдів зменшує реабсорбцію натрію у нирках, що може призвести до смерті.

Кількість мінералокортикоїдів регулюється кількістю натрію та калію в організмі. Секреція альдостерону збільшується при нестачі іонів натрію та надлишку іонів калію і, навпаки, гальмується при нестачі іонів калію та надлишку іонів натрію в крові. Добова секреція альдостерону з віком збільшується та досягає максимуму до 12-15 років. У дітей віком від 1,5-5 років секреція альдостерону менша, з 5 до 11 років вона досягає рівня дорослих. Дезоксикортикостерон посилює ріст організму, тоді як кортикостерон його пригнічує.

Різні кортикостероїди секретуються в різних зонах коркового шару: глюкокортикоїди – у пучковій, мінералокортикоїди – у клубочковій, статеві гормони – у сітчастій зоні. У період статевого дозрівання секреція гормонів кори надниркових залоз найбільша.

Гіпофункція кіркового шару надниркових залоз викликає бронзову, або аддісонову, хворобу. Гіперфункція кіркового шару призводить до передчасного утворення статевих гормонів, що виявляється у ранньому статевому дозріванні (у хлопчиків 4-6 років з'являється борода, виникає статевий потяг і розвиваються статеві органи, як у дорослих чоловіків; у дівчаток 2 років настають менструації). Зміни можуть відбуватися не тільки у дітей, а й у дорослих людей (у жінок з'являються вторинні чоловічі статеві ознаки, у чоловіків розростаються грудні залози та атрофуються статеві органи).

У мозковому шарі надниркових залоз безперервно синтезується з тирозину гормон адреналін і трохи норадреналіну. Адреналін впливає функції всіх органів, крім секреції потових залоз. Він гальмує рухи шлунка та кишечника, посилює та частішає діяльність серця, звужує кровоносні судини шкіри, внутрішніх органів та непрацюючих скелетних м'язів, різко посилює обмін речовин, підвищує окисні процеси та теплоутворення, збільшує розщеплення глікогену в печінці та м'язах. Адреналін посилює секрецію адренокортикотропного гормону гіпофіза, що збільшує надходження в кров глюкокортикоїдів, що призводить до збільшення утворення глюкози з білків та підвищення вмісту цукру в крові. Існує зворотний зв'язок між концентрацією цукру та секрецією адреналіну: зменшення вмісту цукру в крові призводить до секреції адреналіну. У малих дозах адреналін збуджує розумову діяльність, у високих дозах гальмує. Адреналін руйнується ферментом моноаміноксидазою.

Надниркові залози іннервуються симпатичними нервовими волокнами, що проходять у черевних нервах. При м'язовій роботі та емоціях відбувається рефлекторне збудження симпатичної нервової системи, що призводить до зростання надходження до крові адреналіну. У свою чергу, це збільшує силу та витривалість скелетних м'язів за рахунок трофічного впливу, підвищення кров'яного тиску та збільшення кровопостачання.

Гіпофіз (нижній мозковий придаток). Це головна залоза внутрішньої секреції, що впливає на роботу всіх ендокринних залоз та багато функцій організму. Розташований гіпофіз у турецькому сідлі, безпосередньо під головним мозком. У дорослих його вага - 0,55-0,65 г, у новонароджених - 0,1-0,15 г, у 10 років - 0,33, у 20 років - 0,54 г.

У гіпофізі розрізняються дві частки: аденогіпофіз (прегіпофіз, більша передня залозиста частина) та нейрогіпофіз (постгіпофіз, задня частина). Крім того, виділяють середню частку, проте у дорослих вона майже відсутня та більше розвинена у дітей. У дорослих аденогіпофіз становить 75% гіпофіза, проміжна частка – 1-2%, нейрогіпофіз – 18-23%. Під час вагітності гіпофіз зростає.

В обидві частки гіпофіза надходять симпатичні нервові волокна, які регулюють кровопостачання. Аденогіпофіз складається з хромофобних та хромофільних клітин, які, у свою чергу, діляться на ацидофільні та базофільні (кількість цих клітин збільшується у 14-18 років). Нейрогіпофіз утворюють клітини нейроглії.

Гіпофіз виробляє понад 22 гормони. Майже всі вони синтезуються в аденогіпофізі.

1. До найважливіших гормонів аденогіпофіза відносять:

а) гормон росту (соматотропний гормон) – прискорює ріст при відносному збереженні пропорцій тіла. Має видову специфічність;

б) гонадотропні гормони – прискорюють розвиток статевих залоз та збільшують утворення статевих гормонів;

в) лактотропний гормон, або пролактин, – збуджує відділення молока;

г) тиреотропний гормон – потенціює секрецію гормонів щитовидної залози;

д) паратиреотропний гормон – викликає збільшення функцій навколощитовидних залоз та підвищує вміст кальцію в крові;

е) адренокортикотропний гормон (АКТГ) – збільшує секрецію глюкокортикоїдів;

ж) панкреотропний гормон - впливає на розвиток та функції внутрішньосекреторної частини підшлункової залози;

з) гормони білкового, жирового та вуглеводного обміну речовин та ін. – регулюють відповідні види обміну.

2. У нейрогіпофізі утворюються гормони:

а) вазопресин (антидіуретичний) – звужує кровоносні судини, особливо матки, підвищує кров'яний тиск, зменшує сечовиділення;

б) окситоцин – викликає скорочення матки та підвищує тонус мускулатури кишечника, але не змінює просвіт кровоносних судин та рівень кров'яного тиску.

Гормони гіпофіза впливають на вищу нервову діяльність, у малих дозах підвищуючи, а великих дозах пригнічуючи її.

3. У середній частці гіпофіза утворюється лише один гормон - інтермедін (меланоцитостимулюючий гормон), що викликає при сильному висвітленні рух псевдоподії клітин чорного пігментного шару сітчастої оболонки ока.

Гіперфункція передньої частини аденогіпофіза викликає такі патології: якщо гіперфункція відбувається до закінчення окостеніння довгих кісток – гігантизм (середнє зростання збільшується до півтора раза); якщо після закінчення окостеніння – акромегалію (непропорційне зростання частин тіла). Гіпофункція передньої частини аденогіпофіза в ранньому дитинстві викликає карликовий ріст при нормальному розумовому розвитку та збереженні щодо правильних пропорцій тіла. Статеві гормони зменшують дію гормону росту.

У дівчаток становлення системи "гіпоталамічна область - гіпофіз - кора надниркових залоз", що пристосовує організм до напружень, а також медіаторів крові, відбувається пізніше, ніж у хлопчиків.

Епіфіз (верхній мозковий придаток). Розташований епіфіз на задньому кінці зорових пагорбів і на четверохолмії, з'єднаний з зоровими пагорбами. У дорослої людини епіфіз, або шишкоподібна залоза, важить близько 0,1-0,2 м. Розвивається до 4 років, а потім починає атрофуватися, особливо інтенсивно після 7-8 років.

Епіфіз має пригнічуючу дію на статевий розвиток у нестатевозрілих і гальмує функції статевих залоз у статевозрілих. У ньому виділяється гормон, який діє на гіпоталамічну ділянку та гальмує утворення в гіпофізі гонадотропних гормонів, що спричиняє пригнічення внутрішньої секреції статевих залоз. Гормон шишковидної залози мелатонін на відміну інтермедину скорочує пігментні клітини. Утворюється мелатонін із серотоніну.

Заліза іннервується симпатичними нервовими волокнами, що надходять із верхнього шийного вузла.

Епіфіз має інгібіторний вплив на кору надниркових залоз. Гіперфункція епіфіза зменшує обсяг надниркових залоз. Гіпертрофія надниркових залоз знижує функцію епіфіза. Епіфіз впливає на вуглеводний обмін, його гіперфункція спричиняє гіпоглікемію.

Підшлункова залоза. Ця залоза разом із статевими залозами відноситься до змішаних залоз, що є органами як зовнішньої, так і внутрішньої секреції. У підшлунковій залозі гормони утворюються в так званих острівцях Лангерганса (208-1760 тис.). У новонароджених внутрішньосекреторна тканина залози більша за зовнішньосекреторну. У дітей та юнаків відбувається поступове збільшення розмірів острівців.

Острівці Лангерганса мають округлу форму, за будовою вони відрізняються від тканини, що синтезує підшлунковий сік, і складаються з двох видів клітин: альфа та бета. Альфа-клітин у 3,5-4 рази менше, ніж бета-клітин. У новонароджених кількість бета-клітин лише вдвічі більша, але з віком їх кількість збільшується. В острівцях також присутні нервові клітини та численні парасимпатичні та симпатичні нервові волокна. Відносне число острівців у новонароджених у чотири рази більше, ніж у дорослих. Їхня кількість швидко скорочується на першому році життя, з 4-5 років процес скорочення дещо сповільнюється, а до 12 років кількість острівців стає такою ж, як у дорослих, після 25 років кількість острівців поступово зменшується.

В альфа-клітинах утворюється гормон глюкагон, у бета-клітинах безперервно секретується гормон інсулін (приблизно 2 мг на добу). Інсулін має такий вплив: зменшує вміст цукру в крові, посилюючи синтез глікогену з глюкози в печінці та м'язах; збільшує проникність клітин для глюкози та засвоєння цукру м'язами; затримує воду у тканинах; активує синтез білків з амінокислот та зменшує утворення вуглеводів з білка та жиру. Під дією інсуліну в мембранах м'язових клітин та нейронів відкриваються канали для вільного проходження внутрішньо цукру, що призводить до зменшення його вмісту в крові. Підвищення вмісту цукру в крові активує синтез інсуліну та одночасно гальмує секрецію глюкагону. Глюкагон збільшує вміст цукру у крові, підвищуючи перехід глікогену в глюкозу. Зменшення секреції глюкагону зменшує вміст цукру на крові. Інсулін має збуджуючу дію на секрецію шлункового соку, багатого на пепсин і соляну кислоту, і посилює перистальтику шлунка.

Після введення великої дози інсуліну відбувається різке зниження вмісту цукру в крові до 45-50 мг%, що призводить до гіпоглікемічного шоку (сильних судом, порушення діяльності головного мозку, втрати свідомості). Введення глюкози негайно його припиняє. Стійке зменшення секреції інсуліну призводить до цукрового діабету.

Інсулін має видову специфічність. Адреналін підвищує секрецію інсуліну, а секреція інсуліну підвищує секрецію адреналіну. Блукаючі нерви збільшують секрецію інсуліну, а симпатичні – гальмують її.

У клітинах епітелію вивідних проток підшлункової залози утворюється гормон ліпокаїн, який підвищує окислення у печінці вищих жирних кислот та гальмує її ожиріння.

Гормон підшлункової залози ваготонін збільшує активність парасимпатичної системи, а гормон центропнеїн збуджує дихальний центр та сприяє перенесенню кисню гемоглобіном.

Статеві залози. Як і підшлункова залоза, відносяться до змішаних залоз. І чоловічі, і жіночі статеві залози є парними органами.

А. Чоловіча статева залоза – сім'яник (яєчко) – має форму дещо здавленого еліпсоїда. У дорослого його вага становить середньому 20-30 р. У дітей у 8-10 років вага яєчка становить 0,8 г; у 12-14 років -1,5 г; в 15 років - 7 р. Інтенсивне зростання яєчок йде до 1 року та з 10 до 15 років. Період статевого дозрівання хлопчиків: з 15-16 до 19-20 років, але можливі індивідуальні коливання.

Зовні яйце покрите фіброзною оболонкою, від внутрішньої поверхні якої вздовж заднього краю в нього вклинюється розрощення сполучної тканини. Від цього розрощення розходяться тонкі сполучнотканинні поперечини, що ділять залозу на 200-300 часточок. У часточках розрізняють насіннєві канальці та проміжну сполучну тканину. Стінка звивистих канальців складається з двох пологів клітин: перші утворюють сперматозоїди, другі беруть участь у харчуванні сперматозоїдів, що розвиваються. Крім того, в пухкій сполучній тканині, що зв'язує канальці, є інтерстиціальні клітини. Сперматозоїди надходять по прямих і виносять канальцям в придаток яєчка, а з нього в сім'явивідну протоку. Над передміхурової залозою обидві сім'явиносні протоки переходять у сім'явикидувальні протоки, які вступають у цю залозу, пронизують її і відкриваються в сечівник. Передміхурова залоза (простата) остаточно розвивається приблизно до 17 років. Вага простати у дорослого – 17-28 р.

Сперматозоїди – високодиференційовані клітини довжиною 50-60 мкм, які утворюються на початку статевого дозрівання з первинних статевих клітин – сперматогоній. У сперматозоїді розрізняють голівку, шийку та хвостик. У 1 куб. мм насіннєвої рідини міститься близько 60 тис. сперматозоїдів. Сперма, що вивергається за один раз, має об'єм до 3 куб. см і містить близько 200 млн. сперматозоїдів.

Чоловічі статеві гормони – андрогени – утворюються в інтерстиціальних клітинах, які названі залозою статевої зрілості, або пубертатною. До андрогенів відносять: тестостерон, андростандіон, андростерон та ін. В інтерстиціальних клітинах яєчка утворюються також жіночі статеві гормони – естрогени. Естрогени та андрогени - похідні стероїдів та близькі за хімічним складом. Дегідроандростерон має властивості чоловічого та жіночого статевих гормонів. Тестостерон у шість разів активніший за дегідроандростерон.

Б. Жіночі статеві залози - яєчники - мають різні розміри, форму та вагу. У жінки, яка досягла статевої зрілості, яєчник має вигляд потовщеного еліпсоїда вагою 5-8 р. Правий яєчник дещо більший за лівий. У новонародженої дівчинки вага яєчника – 0,2 г. У 5 років вага кожного яєчника становить 1 г, у 8-10 років – 1,5 г; у 16 років – 2 р.

Яєчник складається з двох шарів: коркового (у ньому утворюються яйцеві клітини) і мозкового (складається зі сполучної тканини, що містить кровоносні судини та нерви). Жіночі яйцеві клітини утворюються з первинних яйцевих клітин - оогоній, які разом з клітинами, що їх живлять (фолікулярними клітинами) утворюють первинні яйцеві фолікули.

Яйцевий фолікул є невеликою яйцевою клітиною, оточеною поруч плоских фолікулярних клітин. У новонароджених дівчаток яйцевих фолікулів багато, і вони майже прилягають один до одного, у жінок похилого віку вони зникають. У 22-річної здорової дівчини в обох яєчниках кількість первинних фолікулів може сягати 400 тис. і більше. Протягом життя лише близько 500 первинних фолікулів дозрівають і в них утворюються клітини яйця, здатні до запліднення, інші фолікули атрофуються. Повного розвитку фолікули досягають у період статевої зрілості приблизно з 13-15 років, коли деякі дозрілі фолікули секретують гормон естрон.

Період статевого дозрівання (пубертатний) продовжується у дівчаток з 13-14 до 18 років. При дозріванні відбувається збільшення розмірів яєчної клітини, фолікулярні клітини посилено розмножуються та утворюють кілька шарів. Потім зростаючий фолікул занурюється вглиб кіркового шару, покривається волокнистою сполучно-тканинною оболонкою, заповнюється рідиною і збільшується в розмірі, перетворюючись на граафів пляшечку. При цьому яйцева клітина з навколишніми фолікулярними клітинами відтісняється до однієї зі сторін бульбашки. Приблизно за 12 днів до менструації граафів бульбашка лопається, і яйцева клітина разом з оточуючими її фолікулярними клітинами потрапляє в черевну порожнину, з якої вона спочатку потрапляє на вирву яйцеводи, а потім завдяки рухам миготливих волосків - в яйцеводу і матку. Відбувається овуляція. Якщо яйцева клітина запліднюється, вона прикріплюється до стінки матки і починає розвиватися з неї зародок.

Після овуляції стінки граафової бульбашки спадаються. На поверхні яєчника дома граафова бульбашки утворюється тимчасова залоза внутрішньої секреції - жовте тіло. Жовте тіло виділяє гормон прогестерон, який готує слизову оболонку матки до сприйняття зародка. Якщо відбулося запліднення, жовте тіло зберігається та розвивається протягом усієї вагітності або більшої її частини. Жовте тіло під час вагітності досягає 2 см і більше і залишає по собі рубець. Якщо запліднення не настало, то жовте тіло атрофується та поглинається фагоцитами (періодичне жовте тіло), після чого настає нова овуляція.

Статевий цикл у жінок проявляється у менструаціях. Перша менструація з'являється після дозрівання першої яйцевої клітини, лопання граафової бульбашки та розвитку жовтого тіла. У середньому статевий цикл триває 28 днів і ділиться на чотири періоди:

1) період відновлення слизової оболонки матки протягом 7-8 днів, чи період спокою;

2) період розростання слизової оболонки матки та її збільшення протягом 7-8 днів, або передовуляційний, що викликається посиленою секрецією фолікулотропного гормону гіпофізу та естрогенів;

3) секреторний період - виділення секрету, багатого на слиз і глікоген, у слизовій оболонці матки, що відповідає дозріванню та розриву граафової бульбашки, або овуляційний період;

4) період відторгнення, або післяовуляційний, що триває в середньому 3-5 днів, протягом якого матка тонічно скорочується, її слизова оболонка відторгається невеликими шматками та виділяється 50-150 куб. см крові. Останній період настає лише за відсутності запліднення.

До естрогенів належать: естрон (фолікулярний гормон), естріол та естрадіол. Вони утворюються у яєчниках. Там же секретується невелика кількість андрогенів. У жовтих тілах та плаценті утворюється прогестерон. У період відторгнення прогестерон гальмує секрецію фолікулотропного гормону та інших гонадотропних гормонів гіпофіза, що призводить до зниження кількості естрогенів, що синтезуються, в яєчнику.

Статеві гормони значно впливають на обмін речовин, чим зумовлюють кількісні та якісні особливості обміну речовин чоловічого та жіночого організмів. Андрогени посилюють синтез білка в організмі та м'язах, що збільшує їх масу, сприяють утворенню кісток і тому підвищують вагу тіла, зменшують синтез глікогену у печінці. Естрогени, навпаки, збільшують синтез глікогену в печінці та відкладення жиру в організмі.

4.9. Розвиток статевих органів дитини. Період статевого дозрівання

Біологічної зрілості організм людини досягає протягом періоду статевого дозрівання. Саме тоді відбувається пробудження статевого інстинкту, оскільки діти не народжуються з розвиненим статевим рефлексом. Терміни настання статевого дозрівання та його інтенсивність різні і залежить від багатьох чинників: стану здоров'я, характеру харчування, клімату, побутових і соціально-економічних умов. Важливу роль відіграють спадкові особливості. У містах статеве дозрівання підлітків зазвичай настає раніше, ніж у сільській місцевості.

У перехідний період відбувається глибока перебудова всього організму. Активізується діяльність залоз внутрішньої секреції. Під впливом гормонів гіпофіза прискорюється зростання тіла у довжину, посилюється діяльність щитовидної залози, надниркових залоз, починається активна діяльність статевих залоз. Підвищується збуджуваність вегетативної нервової системи. Під впливом статевих гормонів відбувається остаточне формування статевих органів та статевих залоз, починають розвиватися вторинні статеві ознаки. У дівчаток округляються контури тіла, посилюється відкладення жиру в підшкірній клітковині, збільшуються та розвиваються грудні залози, кістки таза лунають у ширину. У хлопчиків росте волосся на обличчі і тілі, ламається голос, відбувається накопичення насіннєвої рідини.

Статеве дозрівання дівчаток. У дівчат статеве дозрівання починається раніше, ніж у хлопчиків. У 7-8 років відбувається розвиток жирової клітковини за жіночим типом (жир відкладається в молочних залозах, на стегнах, сідницях). У 13-15 років йде швидке зростання тіла в довжину, з'являється рослинність на лобку і в пахвових западинах; зміни відбуваються і в статевих органах: матка збільшується у розмірах, у яєчниках дозрівають фолікули, починається менструація. У 16-17 років закінчується формування скелета за жіночим типом. У 19-20 років остаточно стабілізується менструальна функція, настає анатомічна та фізіологічна зрілість.

Статеве дозрівання хлопчиків. Починається статеве дозрівання у хлопчиків 10-11 років. У цей час посилюється зростання статевого члена та яєчок. У 12-13 років змінюється форма гортані та ламається голос. У 13-14 років формується скелет за чоловічим типом. У 15-16 років посилено росте волосся під пахвами і на лобку, з'являється рослинність на обличчі (вуса, борода), збільшуються яєчка, починається мимовільне виверження насіння. У 16-19 років йде наростання м'язової маси та збільшення фізичної сили, закінчується процес фізичного дорослішання.

Особливості періоду статевого дозрівання підлітка. У період статевого дозрівання перебудовується весь організм, змінюється психіка підлітка. У цьому розвиток відбувається нерівномірно, одні процеси випереджають інші. Наприклад, зростання кінцівок випереджає зростання тулуба, і рухи підлітка стають незграбними через порушення координаційних відносин у центральній нервовій системі. Паралельно з цим зростає м'язова сила (від 15 до 18 років маса м'язів збільшується на 12%, у той час як з моменту народження дитини до 8 років вона збільшується лише на 4%).

За настільки бурхливим зростанням кісткового скелета та м'язової системи не завжди встигають внутрішні органи – серце, легені, шлунково-кишковий тракт. Так, серце випереджає у зростанні кровоносні судини, через що кров'яний тиск підвищується і ускладнює роботу самого серця. У той же час бурхлива перебудова всього організму пред'являє підвищені вимоги до роботи серцево-судинної системи, а недостатня робота серця ("юнацьке серце") призводить до запаморочення та похолодання кінцівок, до головних болів, швидкої стомлюваності, періодичних нападів млявості, непритомних станів з- через спазми мозкових судин. Як правило, ці негативні явища відбуваються із закінченням статевого дозрівання.

Різке посилення діяльності залоз внутрішньої секреції, інтенсивне зростання, структурні та фізіологічні зміни в організмі підвищують збудливість центральної нервової системи, що відбивається на емоційному рівні: емоції підлітків рухливі, мінливі, суперечливі; підвищена чутливість поєднується у них із черствістю, сором'язливість - з розв'язністю; виявляються надмірний критицизм та нетерпимість до батьківської опіки.

У цей час іноді спостерігаються зниження працездатності, невротичні реакції - дратівливість, плаксивість (особливо в дівчаток у період менструації).

Виникають нові відносини між статями. У дівчат підвищується інтерес до своєї зовнішності. Хлопчики прагнуть показати перед дівчатами свою силу. Перші "любовні переживання" часом вибивають підлітків із колії, вони стають замкнутими, починають гірше вчитися.

Тема 5. АНАЛІЗАТОРИ. ГІГІЄНА ОРГАНІВ ЗОРУ І СЛУХУ

5.1. Поняття про аналізаторів

Аналізатором (сенсорною системою) називають частину нервової системи, що складається з безлічі спеціалізованих рецепторів, що сприймають, а також проміжних і центральних нервових клітин і зв'язують їх нервових волокон. Для виникнення відчуття потрібна наявність наступних функціональних елементів:

1) рецепторів органу почуттів, що здійснюють функцію, що сприймає (наприклад, для зорового аналізатора це рецептори сітківки ока);

2) доцентрового шляху з цього органу почуттів у великі півкулі, що забезпечує провідну функцію (наприклад, зорові нерви та провідні шляхи через проміжний мозок);

3) сприймає зони у великих півкулях, що реалізує аналізову функцію (зорової зони в потиличній області великих півкуль мозку).

Специфіка рецепторів. Рецептори - це спеціалізовані освіти, пристосовані для сприйняття певних впливів зовнішнього та внутрішнього середовища. Рецептори мають специфічність, тобто високу збудливість тільки до певних подразників, які отримали назву адекватних. Зокрема, для ока адекватним подразником є ​​світлові, а для вуха - звукові хвилі і т. д. При дії адекватних подразників виникають відчуття, характерні для певного органу почуттів. Так, подразнення ока викликає зорові відчуття, вуха - слухові і т. д. Крім адекватних, існують і неадекватні (індекватні) подразники, які викликають лише незначну частину відчуттів, властивих даному органу почуттів, або діють незвичайним чином. Наприклад, механічне або електричне роздратування ока сприймається як яскравий спалах світла ("фосфен"), але не дає образу предмета та сприйняття кольорів. Специфічність органів чуття є результатом пристосування організму до умов довкілля.

Кожен рецептор характеризується такими властивостями:

а) певною величиною порога збудливості, тобто найменшою силою подразника, здатної викликати відчуття;

б) хронаксія;

в) тимчасовим порогом - найменшим інтервалом між двома подразненнями, у якому різняться два відчуття;

г) порогом розрізнення - найменшим приростом сили подразника, що викликає ледь помітну різницю відчуття (наприклад, щоб при закритих очах розрізнити різницю в тиску вантажу на шкіру, потрібно додати близько 3,2-5,3% первинного вантажу);

д) адаптацією - різким падінням (зростанням) сили відчуття відразу після початку дії подразника. Адаптація полягає в зменшенні частоти хвиль збудження, що у рецепторі під час його подразненні.

Органи смаку. В епітелії слизової оболонки ротової порожнини знаходяться смакові цибулини, що мають круглу або овальну форму. Вони складаються з довгастих і плоских клітин, що розташовуються біля основи цибулини. Довгі клітини діляться на опорні (перебувають на периферії) і смакові (розташовані в центрі). У кожній смаковій цибулині від двох до шести смакових клітин, а їх загальна кількість у дорослої людини доходить до 9 тис. Смакові цибулини розташовуються в сосочках слизової оболонки язика. Вершина смакової цибулини не досягає поверхні епітелію, а повідомляється з поверхнею з допомогою смакового каналу. Окремі смакові сосочки знаходяться на поверхні м'якого піднебіння, задньої стінки глотки, надгортанника. Відцентрові імпульси з кожної смакової цибулини проводяться по двох-трьох нервових волокнах. Ці волокна входять до складу барабанної струни та язичного нерва, які іннервують передні дві третини язика, а з задньої його третини входять до складу язикоглоткового нерва. Далі через зорові горби доцентрові імпульси надходять у смакову зону великих півкуль.

Органи нюху. Рецептори нюху знаходяться у верхній частині порожнини носа. Нюхові клітини є нейронами, оточеними опорними циліндричними клітинами. У людини 60 млн. нюхових клітин, поверхня кожної з них покрита віями, які збільшують нюхову поверхню, що становить у людини приблизно 5 кв. см. З нюхових клітин доцентрові імпульси по нервових волокнах, що проходять через отвори в решітчастій кістці, входять в нюховий нерв, а потім через підкіркові центри, де розташовуються другі і треті нейрони, надходять в нюхову зону великих півкуль. Так як нюхова поверхня розташована осторонь дихального шляху, повітря з пахучими речовинами проникає до неї тільки шляхом дифузії.

Органи шкірної чутливості. Шкірні рецептори поділяють на тактильні (їх подразнення викликає відчуття дотику), терморецептори (викликають відчуття тепла та холоду) та болючі рецептори.

Відчуття дотику, чи дотику і тиску, різняться за своїм характером, наприклад мовою не можна відчувати пульс. У шкірі налічується приблизно 500 тис. тактильних рецепторів. Поріг збудливості тактильних рецепторів у різних ділянках тіла неоднаковий: найбільша збудливість у рецепторів шкіри носа, кінчиків пальців та слизової оболонки губ, найменша – у шкіри живота та пахвинної області. У тактильних рецепторів одночасний просторовий поріг (найменша відстань між рецепторами, при якому одночасне подразнення шкіри викликає два відчуття) найменший, у больових рецепторів – найбільший. У тактильних рецепторів також найменший тимчасовий поріг, тобто інтервал часу між двома послідовними подразненнями, при якому викликаються два окремі відчуття.

Загальна кількість терморецепторів – близько 300 тис., з них теплових – 250 тис., холодових – 30 тис. Холодові рецептори розташовані ближче до поверхні шкіри, теплові – глибше.

Больові рецептори налічуються від 900 тис. до 1 млн. Больові відчуття збуджують оборонні рефлекси скелетної мускулатури та внутрішніх органів, проте тривале сильне подразнення больових рецепторів викликає порушення багатьох функцій організму. Больові відчуття локалізувати складніше, ніж інші види шкірної чутливості, оскільки збудження, що виникає при подразненні рецепторів больових, широко іррадіює по нервовій системі. Одночасне подразнення рецепторів зору, слуху, нюху та смаку знижує відчуття болю.

Вібраційні відчуття (коливання предметів із частотою 2-10 разів на секунду) добре сприймаються шкірою пальців та кістками черепа. Відцентрові імпульси від рецепторів шкіри надходять по задніх корінцях в спинний мозок і доходять до нейронів задніх рогів. Потім по нервових волокнах, що входять до складу задніх стовпів (ніжний та клиноподібний пучки) та бічних (спинно-таламічний пучок), імпульси доходять до передніх ядер зорових горбів. Звідси починаються волокна третього нейрона, які разом із волокнами пропріорецептивної чутливості доходять до зони шкірно-м'язової чутливості в задній центральній звивині великих півкуль.

5.2. Органи зору. Будова ока

Очне яблуко складається з трьох оболонок: зовнішньої, середньої та внутрішньої. Зовнішня, або фіброзна, оболонка утворена із щільної сполучної тканини - рогівки (спереду) та непрозорої склери, або білкової оболонки (ззаду). Середня (судинна) оболонка містить кровоносні судини і складається з трьох відділів:

1) переднього відділу (райдужної оболонки, або райдужної оболонки). Райдужна оболонка містить гладкі м'язові волокна, що становлять два м'язи: кругову, звужувальну зіницю, що знаходиться майже в центрі райдужної оболонки, і радіальну зіницю, що розширює. Ближче до передньої поверхні райдужної оболонки знаходиться пігмент, що визначає колір ока і непрозорість цієї оболонки. Райдужна оболонка прилягає своєю задньою поверхнею до кришталика;

2) середнього відділу (війкового тіла). Війкове тіло розташоване в місці переходу склери в рогівку і має до 70 вічних радіальних відростків. Усередині війного тіла знаходиться війковий, або циліарний, м'яз, що складається з гладких м'язових волокон. Війковий м'яз війними зв'язками прикріплений до сухожильного кільця та сумки кришталика;

3) заднього відділу (власне судинної оболонки).

Найбільш складну будову має внутрішня оболонка (сітківка). Основними рецепторами сітківки є палички та колбочки. У сітківці людини налічується близько 130 млн. паличок і близько 7 млн. колб. У кожної палички та колбочки два членики - зовнішній і внутрішній, у колбочки зовнішній членик коротший. У зовнішніх члениках паличок міститься зоровий пурпур, або родопсин (речовина пурпурового кольору), у зовнішніх члениках колб - йодопсин (фіолетового кольору). Внутрішні членики паличок і колб з'єднані з нейронами, що мають два відростки (біполярними клітинами), які контактують з гангліозними нейронами, що входять своїми волокнами до складу зорового нерва. Кожен зоровий нерв містить близько 1 млн нервових волокон.

Розподіл паличок і колб в сітківці має наступний порядок: в середині сітківки є центральна ямка (жовта пляма) діаметром в 1 мм, в ній знаходяться тільки колбочки, ближче до центральної ямки розташовуються колбочки і палички, а на периферії сітківки - тільки палички. У центральній ямці кожна колбочка через біполярну клітину з'єднана з одним нейроном, збоку від неї кілька колб також з'єднуються з одним нейроном. Палички на відміну від колб з'єднуються з однією біполярною клітиною по кілька штук (близько 200). Завдяки такій будові у центральній ямці забезпечується найбільша гострота зору. На відстані приблизно 4 мм досередини від центральної ямки знаходиться сосок зорового нерва (сліпа пляма), у центрі соска розташовані центральна артерія та центральна вена сітківки.

Між задньою поверхнею рогової оболонки та передньою поверхнею райдужної оболонки та частково кришталика знаходиться передня камера ока. Між задньою поверхнею райдужної оболонки, передньою поверхнею вії і передньою поверхнею кришталика розташована задня камера ока. Обидві камери заповнені прозорою водянистою вологою. Весь простір між кришталиком та сітківкою зайнятий прозорим склоподібним тілом.

Світлозаломлення в оці. До світлозаломлюючих середовищ очі відносяться: рогівка, рідка волога передньої камери ока, кришталик і склоподібне тіло. Багато в чому ясність зору залежить від прозорості цих середовищ, проте заломлююча сила ока майже повністю залежить від променезаломлення в рогівці та кришталику. Променезаломлення вимірюється в діоптріях. Діоптрія - це величина, обернена до фокусної відстані. Заломлююча сила рогівки стала і дорівнює 43 дптр. Заломлююча сила кришталика є непостійною і змінюється в широких межах: при перегляді на найближчій відстані - 33 дптр, вдалину - 19 дптр. Заломлююча сила усієї оптичної системи ока: при перегляді вдалину - 58 дптр, на ближню відстань - 70 дптр.

Паралельні світлові промені після заломлення в рогівці та кришталику сходяться в одну точку в центральній ямці. Лінія, що проходить через центри рогівки та кришталика до центру жовтої плями, називається зоровою віссю.

Акомодація. Здатність ока чітко розрізняти предмети, що знаходяться на різних відстанях, називається акомодацією. Явище акомодації засноване на рефлекторному скороченні або розслабленні війкового, або циліарного, м'яза, що іннервується парасимпатичними волокнами окорухового нерва. Скорочення та розслаблення циліарного м'яза змінює кривизну кришталика:

а) коли м'яз скорочується, відбувається розслаблення вії, що викликає збільшення світлозаломлення, тому що кришталик стає більш опуклим. Таке скорочення війного м'яза, чи напруга зору, відбувається, коли предмет наближається до ока, т. е. під час розгляду предмета, що є максимально близької відстані;

б) коли м'яз розслабляється, вії зв'язки натягуються, сумка кришталика здавлює його, кривизна кришталика зменшується і його променезаломлення знижується. Це відбувається при віддаленні предмета від ока, тобто при перегляді в далечінь.

Скорочення війного м'яза починається, коли предмет наближається на відстань близько 65 м, потім його скорочення посилюються і стають виразними при наближенні предмета на відстань 10 м. стає неможливим. Мінімальна відстань від предмета до ока, де він чітко бачимо, називається найближчою точкою ясного бачення. У нормального ока дальня точка ясного бачення перебуває у нескінченності.

Далекозорість та короткозорість. Здорове око при дивленні вдалину заломлює пучок паралельних променів так, що вони фокусуються в центральній ямці. При короткозорості паралельні промені збираються у фокус попереду центральної ямки, в неї потрапляють промені, що розходяться, і тому зображення предмета розпливається. Причинами короткозорості можуть бути напруга війного м'яза при акомодації на близьку відстань або надто довга поздовжня вісь ока.

При далекозорості (через коротку поздовжню осю) паралельні промені фокусуються позаду сітківки, і в центральну ямку потрапляють промені, що сходяться, що також викликає нечіткість зображення.

Обидва дефекти зору можна коригувати. Короткозорість виправляють двояковогнуті лінзи, які зменшують променезаломлення і відсувають фокус на сітківку; далекозорість - двоопуклі лінзи, що збільшують променезаломлення і тому присувають фокус на сітківку.

5.3. Світлова та кольорова чутливість. Світлосприймаюча функція

При дії світлових променів відбувається фотохімічна реакція розщеплення родопсину та йодопсину, причому швидкість реакції залежить від довжини хвилі променя. Розщеплення родопсину на світлі дає світлове відчуття (безбарвне), йодопсину - колірне. Родопсин розщеплюється значно швидше за йодопсин (приблизно в 1000 разів), тому збудливість паличок до світла більша, ніж колбочок. Це дозволяє бачити у сутінках та при слабкому освітленні.

Родопсин складається з білка опсину та окисленого вітаміну А (ретинена). Йодопсин також складається із сполуки ретинена з білком опсином, але іншого хімічного складу. У темряві при достатньому надходженні вітаміну А відновлення родопсину та йодопсину посилюється, тому при надлишку вітаміну А (гіповітаміноз) відбувається різке погіршення нічного зору – гемералопія. Різниця у швидкості розщеплення родопсину та йодопсину призводить до відмінності в сигналах, що надходять у зоровий нерв.

В результаті фотохімічної реакції збудження, що виникло з гангліозних клітин, передається по зоровому нерву в зовнішні колінчасті тіла, де відбувається первинна обробка сигналу. Потім імпульси передаються в зорові зони великих півкуль, де декодуються в зорові образи.

Відчуття кольору. Людське око сприймає світлові промені різної довжини хвилі від 390 до 760 нм: червоне - 620-760, помаранчеве - 585-620, жовте - 575-585, зелено-жовте - 550-575, зелене - 510 550, синій – 480-510, фіолетовий – 450-480. Світлові промені, що мають довжину хвилі менше 390 нм і більше 450 нм, не сприймаються оком. Найпоширеніша теорія відчуття кольору, основні положення якої вперше були висловлені М.В. Ломоносовим в 390 р., а надалі розвинені англійським вченим Томасом Юнгом (760) та Г.Л.Ф. Гельмгольцем (1756) і підтверджено даними сучасних морфофізіологічних та електрофізіологічних досліджень, полягає в наступному.

Існує три види колб, у кожній з яких є тільки одна кольорореактивна речовина, що володіє збудливістю до одного з основних кольорів (червоного, зеленого або синього), а також три групи волокон, кожна з яких проводить імпульси від колб одного виду. Колірний подразник діє на всі три види колб, але різною мірою. Різні поєднання ступеня збудження колб створюють різні колірні відчуття. При рівному подразненні всіх трьох типів колб виникає відчуття білого кольору. Ця теорія отримала назву трикомпонентної теорії кольору.

Особливості координації зору у новонароджених. Дитина народжується бачить, але чітке, ясне бачення в нього ще розвинене. У перші дні після народження руху очей у дітей не координовано. Так, можна спостерігати, що у дитини праве та ліве око рухаються в протилежних напрямках або при нерухомості одного ока друге вільно рухається. У цей же період спостерігаються некоординовані рухи повік та очного яблука (одна повіка може бути відкрита, а інша опущена). Становлення координації зору відбувається на другий місяць життя.

Слізні залози у новонародженого розвинені нормально, але він плаче без сліз - відсутній захисний слізний рефлекс через недорозвинення відповідних нервових центрів. Сльози при плачу у дітей з'являються після 1,2-2 місяців.

5.4. Світловий режим у навчальних закладах

Як правило, навчальний процес тісно пов'язаний із значною напругою зору. Нормальний або трохи підвищений рівень освітлення шкільних приміщень (класних кімнат, кабінетів, лабораторій, навчальних майстерень, актового залу тощо) сприяє зниженню напруги нервової системи, збереженню працездатності та підтримці активного стану учнів.

Сонячне світло, зокрема ультрафіолетові промені, сприяють зростанню та розвитку дитячого організму, знижують ризик поширення інфекційних хвороб, забезпечують утворення вітаміну D в організмі.

При недостатньому освітленні навчальних приміщень школярі надто низько нахиляють голову під час читання, письма та ін. Це викликає посилений приплив крові до очного яблука, що надає на нього додатковий тиск, що призводить до зміни його форми та сприяє розвитку короткозорості. Щоб уникнути цього, бажано забезпечити проникнення прямих сонячних променів у приміщення школи та суворо дотримуватись норм штучного освітлення.

Природне освітлення. Освітленість робочого місця школяра та вчителя прямими або відбитими променями сонця залежить від кількох параметрів: від розташування шкільної будівлі на ділянці (орієнтації), інтервалу між високими будинками, дотримання коефіцієнта природного освітлення, світлового коефіцієнта.

Коефіцієнт природної освітленості (КЕО) - це виражене у відсотках відношення освітленості (у люксах) всередині приміщення до освітленості на тому ж рівні просто неба. Цей коефіцієнт вважається основним показником освітленості класної кімнати. Він визначається з допомогою люксметра. Мінімально допустимий КЕО для класних кімнат у районах середньої смуги Росії – 1,5 %. У північних широтах цей коефіцієнт вищий, у південних – нижче.

Світловий коефіцієнт – це відношення площі скла у вікнах до площі підлоги. У класах та майстернях школи він має бути не менше 1:4, у коридорах та спортивному залі – відповідно 1:5, 1:6, у допоміжних приміщеннях – 1:8, на сходових майданчиках – 1:12.

Освітленість класних кімнат природним світлом залежить від форми та величини вікон, їхньої висоти, а також від зовнішнього оточення будівлі (сусідні будинки, зелені насадження).

Заокруглення верхньої частини віконного отвору при односторонньому освітленні порушує відношення висоти краю вікна до глибини (ширини) кімнати, яке має становити 1:2, тобто глибина кімнати повинна перевищувати подвійну висоту від підлоги до верхнього краю вікна. Насправді це означає: що вище верхній край вікна, то більше прямих сонячних променів потрапляє у кімнату і краще освітлені парти, які у третьому ряду вікон.

Для запобігання сліпучій дії прямих сонячних променів та перегрівання кімнат над вікнами зовні навішують спеціальні козирки, а зсередини приміщення затіняють світлими шторами. Для запобігання сліпучій дії відбитих променів не рекомендується фарбувати стелі та стіни олійними фарбами.

На освітленість шкільних приміщень впливає колір меблів, тому парти фарбують у світлі тони або покривають світлим пластиком. Забрудненість шибок і квіти, що стоять на підвіконнях, знижують освітленість. На підвіконня дозволяється ставити квіти висотою (разом з вазоном) не більше 25-30 см. Високі квіти розміщують біля вікон на підставках, причому так, щоб їх крона не виступала над підвіконням вище 25-30 см, або в простінках на підставках-драбинках або кашпо.

Штучне освітлення. Як джерела штучного освітлення шкільних приміщень застосовуються лампи розжарювання потужністю 250-350 Вт і люмінесцентні лампи "білого" світла (типу СБ) потужністю 40 і 80 Вт. Люмінесцентні світильники розсіяного світла підвішують у приміщеннях, де висота стелі становить 3,3 м, при меншій висоті використовують стельові плафони. Усі світильники повинні бути обладнані безшумними пускорегулювальними пристроями. Загальна потужність люмінесцентних ламп класної кімнати повинна становити 1040 Вт, ламп розжарювання – 2400 Вт, що досягається шляхом встановлення не менше восьми світильників по 130 Вт у кожному при люмінесцентному освітленні та восьми світильників по 300 Вт при лампах розжарювання. Норма освітленості (у ВАТ) на 1 кв. м площі класної кімнати (так звана питома потужність) при люмінесцентних лампах становить 21-22, при лампах розжарювання – 42-48. Перша відповідає освітленості 300 лк, друга - 150 лк робочому місці школяра.

Змішане освітлення (природне та штучне) не впливає на органи зору. Чого не можна сказати про одночасне використання в приміщенні ламп розжарювання та люмінесцентних ламп, що мають різну природу світіння та забарвлення світлового потоку.

5.5. Слуховий аналізатор

Основною функцією органів слуху є сприйняття коливань повітряного середовища. Органи слуху тісно пов'язані з органами рівноваги. Рецепторні апарати слухової та вестибулярної системи розташовані у внутрішньому вусі.

Філогенетично вони мають загальне походження. Обидва рецепторні апарати іннервуються волокнами третьої пари черепних нервів, обидва реагують на фізичні показники: вестибулярний апарат сприймає кутові прискорення, слуховий - повітряні коливання.

Слухові сприйняття дуже тісно пов'язані з промовою - дитина, яка втратила слух у ранньому дитинстві, втрачає мовну здатність, хоча мовний апарат у нього абсолютно нормальний.

У зародка органи слуху розвиваються із слухової бульбашки, яка спочатку повідомляється із зовнішньою поверхнею тіла, але в міру розвитку ембріона відшнуровується від шкірних покривів і утворює три півкружні канали, розташовані в трьох взаємно перпендикулярних площинах. Частину первинної слухової бульбашки, яка пов'язує ці канали, називають напередодні. Воно складається з двох камер - овальної (маточки) та круглої (мішочка).

У нижньому відділі присінка з тонких перетинчастих камер утворюється порожнистий виступ, або язичок, який у зародків витягується, а потім скручується у вигляді равлика. Язичок утворює кортієвий орган (що сприймає частину органу слуху). Цей процес відбувається на 12-му тижні внутрішньоутробного розвитку, а на 20-му тижні починається мієлінізація волокон слухового нерва. В останні місяці внутрішньоутробного розвитку починається диференціювання клітин у кірковому відділі слухового аналізатора, що протікає особливо інтенсивно у перші два роки життя. Закінчується формування слухового аналізатора до 12-13-річного віку.

Орган слуху. Орган слуху людини складається із зовнішнього вуха, середнього вуха та внутрішнього вуха. Зовнішнє вухо служить для уловлювання звуків, його утворюють вушна раковина та зовнішній слуховий прохід. Вушна раковина утворена еластичним хрящем, зовні покритим шкірою. Внизу вушна раковина доповнена шкіряною складкою - мочкою, яка заповнена жировою тканиною. Визначення напряму звуку у людини пов'язане з бінауральним слухом, тобто зі слуханням двома вухами. Будь-який бічний звук надходить в одне вухо раніше, ніж в інше. Різниця в часі (кілька частин мілісекунди) приходу звукових хвиль, сприйманих лівим і правим вухом, дає можливість визначити напрямок звуку. При поразці одного вуха людина визначає напрямок звуку обертанням голови.

Зовнішній слуховий прохід у дорослої людини має довжину 2,5 см, ємність – 1 куб. див. Шкіра, що вистилає слуховий прохід, має тонкі волоски і видозмінені потові залози, що виробляють вушну сірку. Вони виконують захисну роль. Вушна сірка складається з жирових клітин, які містять пігмент.

Зовнішнє і середнє вухо розділяються барабанною перетинкою, що є тонкою сполучно-тканинною пластинкою. Товщина барабанної перетинки – близько 0,1 мм, зовні вона покрита епітелієм, а зсередини – слизовою оболонкою. Барабанна перетинка розташовується похило і починає коливатися при попаданні її у звукових хвиль. Оскільки барабанна перетинка не має власного періоду коливань, то вона коливається за будь-якого звуку відповідно до його довжини хвилі.

Середнє вухо являє собою барабанну порожнину, яка має форму маленького плоского барабана з туго натягнутою перетинкою, що коливається, і слуховою трубою. У порожнині середнього вуха знаходяться слухові кісточки, що зчленовуються між собою - молоточок, ковадло і стремечко. Рукоятка молоточка вплетена в барабанну перетинку; іншим кінцем молоточок з'єднаний з ковадлом, а остання за допомогою суглоба рухомо зчленована зі стремінцем. До стремінця прикріплено стременная м'яз, яка утримує його біля перетинки овального вікна, що відокремлює внутрішнє вухо від середнього. Функцією слухових кісточок є збільшення тиску звукової хвилі під час передачі з барабанної перетинки на перетинку овального вікна. Це збільшення (приблизно в 30-40 разів) допомагає слабким звуковим хвиль, що падає на барабанну перетинку, подолати опір мембрани овального вікна і передати коливання у внутрішнє вухо, трансформуючись там у коливання ендолімфи.

Барабанна порожнина з'єднана з носоглоткою за допомогою слухової (євстахієвої) труби довжиною 3,5 см, дуже вузькою (2 мм), що підтримує однаковий тиск зовні та зсередини на барабанну перетинку, забезпечуючи тим самим найбільш сприятливі умови для її коливання. Отвір труби в глотці найчастіше знаходиться в стані, що спався, і повітря проходить в барабанну порожнину під час акту ковтання і позіхання.

Внутрішнє вухо знаходиться в кам'янистій частині скроневої кістки і є кістковим лабіринтом, всередині якого є перетинчастий лабіринт зі сполучної тканини, який ніби вставлений в кістковий лабіринт і повторює його форму. Між кістковим та перетинчастим лабіринтами є рідина – перилимфа, а всередині перетинчастого лабіринту – ендолімфу. Крім овального віконця, у стінці, що відокремлює середнє вухо від внутрішнього, є кругле вікно, яке уможливлює коливання рідини.

Кістковий лабіринт складається з трьох частин: у центрі знаходиться присінок, спереду від нього – равлик, а ззаду – півкружні канали. Кістковий равлик - спірально звивається канал, що утворює два з половиною обороти навколо стрижня конічної форми. Діаметр кісткового каналу біля основи равлика - 0,04 мм, на вершині - 0,5 мм. Від стрижня відходить кісткова спіральна платівка, яка ділить порожнину каналу на дві частини – сходи.

Усередині середнього каналу равлика знаходиться спіральний (кортієвий) орган. Він має базилярну (основну) платівку, що складається приблизно з 24 тис. тонких фіброзних волокон різної довжини. Ці волоконця дуже пружні та слабко пов'язані один з одним. На основний платівці вздовж неї п'ять рядів розташовуються опорні і волоскові чутливі клітини - і є слухові рецептори.

Внутрішні волоскові клітини розташовані в один ряд, по всій довжині перетинчастого каналу їх налічується 3,5 тис. Зовнішні волоскові клітини розташовуються в три-чотири ряди, їх налічується 12-20 тис. Кожна рецепторна клітина має подовжену форму, на ній є 60-70 дрібних волосків (довжиною 4-5 мкм). Волоски рецепторних клітин омиваються ендолімфою і контактують з покривною платівкою, що нависає над ними. Волоскові клітини охоплюються нервовими волокнами равликової гілки слухового нерва. У довгастому мозку знаходиться другий нейрон слухового шляху; потім шлях йде, перехрещуючись, до задніх пагорбів чотирихолмія, а від них - у скроневу область кори, де розташовується центральна частина слухового аналізатора.

У корі великих півкуль знаходиться кілька слухових центрів. Деякі з них (нижні скроневі звивини) призначені для сприйняття більш простих звуків – тонів та шумів. Інші пов'язані зі складними звуковими відчуттями, які виникають у той час, коли людина говорить сама, слухає мову чи музику.

Механізм сприйняття звуку. Для слухового аналізатора звук є адекватним подразником. Звукові хвилі виникають як чергування згущень і розріджень повітря і поширюються на всі боки від джерела звуку. Всі вібрації повітря, води або іншого пружного середовища розпадаються на періодичні (тони) та неперіодичні (шуми).

Тони бувають високі та низькі. Низьким тонам відповідає менша кількість коливань на секунду. Кожен звуковий тон характеризується довжиною звукової хвилі, якій відповідає певна кількість коливань на секунду: що більше число коливань, то коротше довжина хвилі. У високих звуків коротка хвиля, вона вимірюється в міліметрах. Довжина хвилі низьких звуків вимірюється метрами.

Верхній звуковий поріг у дорослої людини становить 20 Гц; найнижчий – 000-12 Гц. Діти мають вищу верхню межу слуху – 24 22 Гц; у людей похилого віку вона нижче - близько 000 15 Гц. Найбільшою сприйнятливістю має вухо до звуків із частотою коливань у межах від 000 до 1000 Гц. Нижче 4000 Гц і від 1000 Гц збудливість вуха сильно знижується.

У новонароджених порожнина середнього вуха заповнена амніотичною рідиною. Це ускладнює коливання слухових кісточок. Згодом рідина розсмоктується, і замість неї із носоглотки через євстахієву трубу проникає повітря. Новонароджена дитина при гучних звуках здригається, у неї змінюється дихання, вона перестає плакати. Більш чітким слух у дітей стає до кінця другого початку третього місяця. Через два місяці дитина диференціює якісно різні звуки, в 3-4 місяці розрізняє висоту звуку, в 4-5 місяців звуки йому стають умовно-рефлекторними подразниками. До 1-2 років діти розрізняють звуки з різницею в один-два, а до чотирьох-п'яти років - навіть 3/4 та 1/2 музичного тону.

Гострота слуху визначається найменшою силою звуку, що викликає звукове відчуття. Це так званий поріг чутності. У дорослої людини поріг чутності становить 10-12 дБ, у дітей 6-9 років він дорівнює 17-24 дБ, у дітей 10-12 років – 14-19 дБ. Найбільша гострота слуху досягається до 14-19 років.

5.6. Вестибулярний апарат

Вестибулярний апарат знаходиться у внутрішньому вусі і складається з напівкружних каналів, розташованих у трьох взаємно перпендикулярних площинах, і двох мішечків (овального та круглого), що лежать ближче до равлика. На внутрішній поверхні мішечків є волоскові клітини. Вони розташовані в драглистій масі, яка містить велику кількість вапняних кристалів - отолітів.

У розширеннях напівкружних каналів (ампулах) знаходиться по одному кістковому гребінцю, що має серпоподібну форму. До гребінця прилягає перетинчастий лабіринт і скупчення опорних та чутливих рецепторів, які мають волоски. Півколові канали заповнені ендолімфою.

Подразниками отолітового апарату є рух тіла, тряска, хитачка і нахил тіла або голови убік, що прискорюється або сповільнюється, викликають тиск отолітів на волоски рецепторних клітин. Подразником рецепторів напівкружних каналів є прискорений або уповільнений обертальний рух у будь-якій площині. Імпульси, що йдуть від отолітового апарату та півкружних каналів, уможливлюють аналіз положення голови у просторі та змін швидкості та напряму рухів. Посилене подразнення вестибулярного апарату супроводжується почастішанням або уповільненням скорочень серця, дихання, блюванням, посиленим потовиділенням. При підвищеній збудливості вестибулярного апарату в умовах морської хитавиці настають ознаки "морської хвороби", які характеризуються переліченими вище вегетативними розладами. Аналогічні зміни спостерігаються при польотах, поїздках у поїзді та автомобілі.

Тема 6. АНАТОМО-ФІЗІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ПОГЛЯДУ МОЗКУ

6.1. Розвиток великих півкуль та локалізація функцій у корі головного мозку

Вікові зміни будови головного мозку. Головний мозок новонароджених та дошкільнят коротший і ширший, ніж у школярів та дорослих. До 4 років відбувається майже рівномірне зростання мозку в довжину, ширину та висоту, а з 4 до 7 років особливо інтенсивно збільшується його висота. Окремі частки мозку ростуть нерівномірно: лобова і тім'яна частка ростуть швидше скроневої і особливо потиличної. Середня абсолютна вага головного мозку у хлопчиків та дівчаток становить відповідно (у грамах):

▪ у новонароджених - 391 і 388;

▪ в 2 роки - 1011 та 896;

▪ в 3 роки - 1080 та 1068;

▪ в 5 років - 1154 та 1168;

▪ в 9 - 1270 і 1236.

До 7 років вага мозку відповідає 4/5 ваги мозку у дорослих. Після 9 років вага головного мозку додається повільно, до 20 років він досягає рівня дорослих, а найбільша вага мозок має 20-30 років.

Індивідуальні коливання ваги мозку становлять 40-60%. Це зумовлюється варіаціями ваги тіла у дорослих. У період від народження до дорослого стану вага головного мозку збільшується приблизно в чотири рази, а вага тіла – у 20 разів. Перед великих півкуль припадає 80 % від загальної ваги мозку. З віком змінюється співвідношення між кількістю нейронів та кількістю клітин глії: відносна кількість нейронів зменшується, а відносна кількість клітин глії зростає. Крім того, змінюються і хімічний склад головного мозку, і вміст води в ньому. Так, у головному мозку новонародженого вода становить 91,5 %, восьмирічної дитини – 86,0 %. Головний мозок дорослих відрізняється від головного мозку дітей та обміном речовин: він у два рази менший. У віці від 15 до 20 років зростає просвіт кровоносних судин головного мозку.

Кількість спинно-мозкової рідини у новонароджених менше, ніж у дорослих (40-60 г), а вміст білків – більше. Надалі з 8-10 років кількість спинно-мозкової рідини у дітей майже однакова з дорослими, а кількість білків вже з 6-12 місяців розвитку великих півкуль у дітей відповідає рівню дорослих. Розвиток нейронів у великих півкулях передує появі борозен та звивин. У перші місяці життя вони є і в сірому, і білому речовині. Будова нейронів трирічної дитини не відрізняється від нейронів дорослої, проте ускладнення їхньої будови відбувається до 40 років. Кількість нейронів при народженні приблизно така сама, як у дорослих, після народження з'являється лише невелика кількість нових високодиференційованих нейронів, а малодиференційовані нейрони продовжують ділитися.

Вже на початку четвертого місяця внутрішньоутробного життя великі півкулі покривають зорові горби, в цей період на їхній поверхні є тільки одне вдавлення - майбутня сильвієва борозна. Бувають випадки, коли у тримісячного плоду є тім'яно-потиличні та шпорні борозни. У п'ятимісячного зародка є сильвієва, тім'яно-потилична, мозолистокрайова та центральна борозни. Шестимісячний зародок має всі головні борозни. Вторинні борозни з'являються після 6 місяців внутрішньоутробного життя, третинні борозни – наприкінці внутрішньоутробного життя. До кінця сьомого місяця внутрішньоутробного розвитку великі півкулі покривають весь мозок. Асиметрія у будові борозен в обох півкулях спостерігається вже на початку їхньої закладки та зберігається протягом усього періоду розвитку головного мозку.

У новонароджених є всі первинні, вторинні та третинні борозни, але вони продовжують розвиватися і після народження, особливо до 1-2 років. До 7-12 років борозни та звивини мають такий же вигляд, як у дорослої людини.

Ще у внутрішньоутробний період життя у дітей формуються моторна та шкірно-м'язова чутливість, а потім майже одночасно – зорова та слухова. Раніше за всіх дозріває частина премоторної зони, яка регулює рухову та секреторну функції внутрішніх органів.

Розвиток стовбура головного мозку, мозочка та лімбічної частки. Утворення мозкового стовбура розвиваються нерівномірно, до народження в них переважає сіра речовина, після народження – біла. У перші два роки життя у зв'язку з розвитком автоматичних рухів сагітальний розмір хвостатого тіла та сочевицеподібного ядра збільшується вдвічі, фронтальний розмір зорового бугра та сочевицеподібного ядра – втричі, хвостатого ядра – вдвічі. У новонародженого обсяг підкіркових утворень менторної зони (сюди входять хвостате тіло, шкаралупа, безіменна субстанція, бліда куля, льюісове тіло, червоне ядро, чорна субстанція) становить по відношенню до дорослого 19-40%, а у дитини 7 років - 94-98 .

Зоровий бугор росте досить повільно. Розвиток сагітального розміру зорового бугра відстає, і лише до 13 років сагітальний розмір збільшується вдвічі. Розвиток ядер зорового бугра відбувається у час: у новонародженого більшого розвитку досягають серединні ядра, після народження швидше розвиваються бічні ядра, що у чутливості шкіри. Прискорення зростання зорового бугра спостерігається в 4 роки, до 7 років його будова наближена до дорослого, а в 13 років він досягає розмірів дорослого.

Поверхня зовнішнього колінчастого тіла у новонародженого становить 46% від її величини у дорослого, до 2 років – 74%, до 7 років – 96%. До цього віку збільшуються розміри нейронів внутрішнього колінчастого тіла. Сірий бугор дозріває до 6 років, ядра, що виконують вегетативні функції, - до 7 років, секретують гормони гіпофіза - до 13-14 років, центральна сіра речовина гіпоталамічної області завершує свій розвиток до 13-17 років.

Гіпоталамічна область формується у внутрішньоутробному житті, але розвиток її ядер завершується у різному віці. Розвивається гіпоталамічна область швидше за кору головного мозку. До 3 років дозрівають ядра соскоподібних тіл і льюїсові тіла. Закінчується розвиток гіпоталамічної області під час статевого дозрівання.

Червоне ядро ​​середнього мозку формується разом зі своїми провідними шляхами раніше пірамідних шляхів. Чорна речовина середнього мозку до 16 років стає досить розвиненою. Варолієв міст до 5 років доходить до рівня, на якому він розташований у дорослого. Формування ніжного та клиноподібного ядер довгастого мозку в основному завершується до 6 років.

Утворення довгастого мозку розвиваються не одночасно. З віком обсяг нейронів збільшується, які кількість на одиницю площі зменшується. Дозрівання ядер блукаючих нервів закінчується переважно до 7 років. Це з розвитком координації рухів і легких.

У новонародженого черв'як мозочка розвинений більше, ніж його півкулі, а весь мозок в середньому важить 21-23 г. Особливо інтенсивно він росте в перші роки життя, досягаючи до одного року 84-94 г, в 15 років - 150 г. Це також пов'язано з розвитком координації рухів. З віком зменшується відносна кількість сірої речовини та збільшується кількість білої, яка у школярів та дорослих переважає над сірим. Зубчасте ядро ​​особливо інтенсивно зростає першому році життя. Нейрони кори мозочка закінчують свій розвиток у різні терміни: корзинчасті нейрони зовнішнього молекулярного шару - до одного року, нейрони Пуркіньє - до 8 років. Товщина молекулярного шару збільшується із віком більше, ніж товщина зернистого.

Ніжки мозочка розвиваються неодночасно і нерівномірно. Нижні ніжки посилено ростуть на першому році життя, потім відбувається уповільнення їхнього зростання. З 1 до 7 років відбувається значне збільшення зв'язку нижніх ніжок з півкулями мозочка. Середні ніжки (найрозвиненіші), що переходять у варолієв міст, інтенсивно ростуть до 2 років. Верхні ніжки, що починаються в зубчастому ядрі і закінчуються в червоному ядрі середнього мозку, у складі яких проходять доцентрові та відцентрові волокна, що зв'язують мозок з зоровими пагорбами, смугастими тілами і корою головного мозку, повністю формуються в шкільному віці.

Хоча лімбічна частка розвивається швидше в порівнянні з іншими областями нової кори, її поверхня по відношенню до всієї кори півкулі з віком зменшується: у новонародженого вона становить 5,4%, у 2 роки - 3,9%, у 7 років і у дорослого - 3,4%.

Розвиток провідних шляхів. Особливо швидкий розвиток проекційних шляхів відбувається після народження і до 1 року, від 2 до 7 років відбувається його поступове уповільнення, після 7 років зростання йде дуже повільно. У процесі розвитку проекційних шляхів збільшується асиметрія: доцентрові шляхи формуються раніше, ніж відцентрові. Мієлінізація деяких відцентрових шляхів іноді закінчується через 4-10 років після народження.

Насамперед формуються проекційні шляхи, потім - спайкові, потім - асоціаційні. У міру зростання асоціаційні шляхи стають ширшими і починають переважати над проекційними - це пов'язано з розвитком сприймаючих зон. Розвиток мозолистого тіла безпосередньо залежить від розвитку зон, що сприймають. Поясний пучок утворюється раніше за інші асоціаційні шляхи. Гачкоподібний пучок розвивається раніше за верхній поздовжній пучок.

6.2. Умовні та безумовні рефлекси. І.П. Павлов

Рефлекси - це реакції реакції організму на зовнішні і внутрішні подразники. Рефлекси бувають безумовні та умовні.

Безумовні рефлекси - вроджені, постійні, спадкоємні реакції, властиві представникам даного виду організмів. До безумовних відносять зіничний, колінний, ахілл та інші рефлекси. Деякі безумовні рефлекси здійснюються лише у певному віці, наприклад, у період розмноження, і за нормального розвитку нервової системи. До таких рефлексів відносять смоктальні та рухові, які є вже у 18-тижневого плоду.

Безумовні рефлекси є основою вироблення умовних рефлексів у тварин та людини. У дітей у міру дорослішання вони переходять у синтетичні комплекси рефлексів, що збільшують пристосованість організму до умов довкілля.

Умовні рефлекси - пристосувальні реакції організму, що є тимчасовими та суворо індивідуальними. Вони виникають в одного або кількох представників виду, які були піддані навчанню (дресуванню) або впливу середовища. Вироблення умовних рефлексів відбувається поступово, за наявності певних умов середовища, наприклад, повторюваності умовного подразника. Якщо умови вироблення рефлексів постійні з покоління до покоління, то умовні рефлекси можуть стати безумовними і успадковуватись у ряді поколінь. Прикладом такого рефлексу може бути розкриття дзьоба сліпими і неоперившимися пташенятами у відповідь струс гнізда птицею, яка прилітає їх годувати.

Проведені І.П. Павловим численні досліди показали, що основу вироблення умовних рефлексів становлять імпульси, що надходять аферентними волокнами з екстеро- або інтерорецепторів. Для утворення їх необхідні такі умови:

а) дія індиферентного (у майбутньому умовного) подразника має бути раніше дії безумовного подразника (для оборонного рухового рефлексу мінімальна різниця в часі дорівнює 0,1 с). При іншій послідовності рефлекс не виробляється або дуже слабким і швидко згасає;

б) дія умовного подразника протягом якогось часу має поєднуватися з дією безумовного подразника, тобто умовний подразник підкріплюється безумовною. Таке поєднання дії подразників слід повторювати неодноразово.

Крім того, обов'язковою умовою вироблення умовного рефлексу є нормальна функція кори великих півкуль, відсутність хворобливих процесів в організмі та сторонніх подразників. Інакше, крім рефлексу, що виробляється, буде виникати ще й орієнтовний рефлекс, або рефлекс внутрішніх органів (кишечника, сечового міхура та ін).

Механізм утворення умовного рефлексу. Діючий умовний подразник завжди викликає слабке вогнище збудження у відповідній зоні мозкової кори. Безумовний подразник, що приєднався, створює у відповідних підкіркових ядрах і ділянці кори великих півкуль другий, сильніший осередок збудження, який відволікає на себе імпульси першого (умовного), слабшого подразника. У результаті між осередками збудження кори великих півкуль виникає тимчасовий зв'язок, при кожному повторенні (тобто підкріпленні) цей зв'язок стає більш міцним. Умовний подразник перетворюється на сигнал умовного рефлексу.

Щоб виробити умовний рефлекс у людини, застосовують секреторну, миготливу чи рухову методики з мовленнєвим підкріпленням; у тварин - секреторну та рухову методики з харчовим підкріпленням.

Широко відомі дослідження І.П. Павлова щодо вироблення умовного рефлексу у собак. Наприклад, ставиться завдання вироблення у собаки рефлексу за слиновидільною методикою, тобто викликати слиновиділення на світловий подразник, що підкріплюється їжею - безумовним подразником. Спочатку включають світло, на яке собака реагує орієнтовною реакцією (повертає голову, вуха тощо). Цю реакцію Павлов назвав рефлексом "що таке?" Потім собаці дають їжу – безумовний подразник (підкріплення). У такий спосіб діють кілька разів. В результаті орієнтовна реакція з'являється все рідше, а потім взагалі пропадає. У відповідь на імпульси, які надходять у кору з двох осередків збудження (в зоровій зоні та в харчовому центрі), зміцнюється тимчасовий зв'язок між ними, в результаті слина у собаки виділяється на світловий подразник навіть без підкріплення. Це тому, що у мозковій корі залишився слід переміщення слабкого імпульсу у бік сильного. Рефлекс, що знову сформувався (його дуга) зберігає здатність відтворювати проведення збудження, тобто здійснювати умовний рефлекс.

Сигналом для умовного рефлексу може і той слід, який залишили імпульси готівкового подразника. Наприклад, якщо впливати умовним подразником протягом 10 с, а потім через хвилину після його припинення давати їжу, то сам собою світло не викличе умовно-рефлекторного відділення слини, але через кілька секунд після його припинення умовний рефлекс з'явиться. Такий умовний рефлекс називають слідовим. Слідові умовні рефлекси розвиваються з великою інтенсивністю в дітей віком із другого року життя, сприяючи розвитку мови, мислення.

Щоб виробити умовний рефлекс, потрібні умовний подразник достатньої сили та висока збудливість клітин мозкової кори. Крім цього, сила безумовного подразника має бути достатньою, інакше безумовний рефлекс гаснутиме під впливом сильнішого умовного подразника. При цьому клітини мозкової кори мають бути вільними від сторонніх подразників. Дотримання цих умов прискорює вироблення умовного рефлексу.

Класифікація умовних рефлексів. Залежно від методики виробітку умовні рефлекси поділяють на: секреторні, рухові, судинні, рефлекси-зміни у внутрішніх органах та ін.

Рефлекс, що виробляється підкріпленням умовного подразника безумовним, називається умовним рефлексом першого порядку. З його основі можна виробити новий рефлекс. Наприклад, поєднанням світлового сигналу з годуванням у собаки вироблено міцний умовний рефлекс слиновиділення. Якщо перед світловим сигналом давати дзвінок (звуковий подразник), через кілька повторень такого поєднання у собаки починається слиновиділення на звуковий сигнал. І це буде рефлекс другого порядку, чи вторинний рефлекс, підкріплений не безумовним подразником, а умовним рефлексом першого порядку.

Насправді встановлено, що у основі вторинного умовного харчового рефлексу виробити в собак умовні рефлекси інших порядків вдається. У дітей вдавалося розвинути умовний рефлекс шостого порядку.

Щоб виробити умовні рефлекси вищих порядків, потрібно новий індиферентний подразник "включати" за 10-15 з початку дії умовного подразника раніше виробленого рефлексу. Якщо інтервали будуть меншими, то новий рефлекс не з'явиться, а вироблений до цього згасне, тому що в корі мозку розвинеться гальмування.

6.3. Гальмування умовних рефлексів

І.П. Павлов виділив два різновиди гальмування умовних рефлексів - безумовне (зовнішнє) та умовне (внутрішнє) гальмування.

Безумовне гальмування. Повна зупинка рефлексу, що почався, або зниження його активності під впливом змін у зовнішньому середовищі називається безумовним гальмуванням. Під дією нового подразника (проникаючого ззовні шуму, зміни освітлення і т.д.) в корі головного мозку створюється інше (особливе) вогнище збудження, що затримує або перериває рефлекторний акт, що почався. З'ясовано, що чим молодший умовний рефлекс, тим легше він піддається гальмування. Це з розвитком процесу індукції у центральної нервової системі. Оскільки гальмування викликається стороннім подразником, Павлов назвав його зовнішнім або індукційним гальмуванням. Безумовне гальмування виникає раптово, воно властиве організму від народження характерно для всієї центральної нервової системи.

Зовнішнє гальмування може спостерігатися у дітей, які працюють у колективі, коли будь-який шум, що проникає у приміщення, порушує перебіг рефлекторного акту. Наприклад, під час уроку діти почули різкий вереск гальм автомобіля. Учні повертаються у бік сильного подразника, втрачають увагу, рівновагу та раціональну позу. В результаті можливі помилки тощо.

Безумовне гальмування може настати без появи другого вогнища збудження. Це трапляється при зниженні або повному припиненні працездатності клітин кори головного мозку через велику силу подразника. Для запобігання руйнуванню клітини впадають у стан гальмування. Такий вид гальмування називають позамежним, він відіграє охоронну роль в організмі.

Умовне (внутрішнє) гальмування. Такий вид гальмування характерний для вищих відділів центральної нервової системи та розвивається лише за відсутності підкріплення умовного сигналу безумовним подразником, тобто при розбіжності у часі двох осередків збудження. Воно виробляється поступово в процесі онтогенезу, іноді з великими труднощами. Вирізняють згасальне, диференціювальне умовне гальмування.

Згасальне гальмування розвивається, якщо повторення умовного сигналу не підкріплюється безумовним. Наприклад, хижак рідше з'являється у тих місцях, де кількість видобутку зменшилася, тому що вироблений раніше умовний рефлекс через відсутність підкріплення їжею, яка була умовним подразником, згасає. Це сприяє пристосованню тварин до мінливих умов життя.

6.4. Аналітико-синтетична діяльність кори великих півкуль

Безліч подразників зовнішнього світу та внутрішнього середовища організму сприймаються рецепторами і стають джерелами імпульсів, які надходять до кори великих півкуль. Тут вони аналізуються, розрізняються та синтезуються, з'єднуються, узагальнюються. Здатність кори розділяти, вичленяти і розрізняти окремі подразнення, диференціювати їх і є прояв аналітичної діяльності кори мозку.

Спочатку подразнення аналізуються в рецепторах, які спеціалізуються на світлових, звукових подразниках тощо. п. Вищі форми аналізу здійснюються у корі великих півкуль. Аналітична діяльність кори головного мозку нерозривно пов'язана з її синтетичною діяльністю, що виражається в поєднанні, узагальненні збудження, що виникає у різних її ділянках під дією численних подразників. Як приклад синтетичної діяльності кори великих півкуль можна навести утворення тимчасового зв'язку, що лежить в основі вироблення умовного рефлексу. Складна синтетична діяльність проявляється у освіті рефлексів другого, третього та вищих порядків. В основі узагальнення лежить процес іррадіації збудження.

Аналіз та синтез пов'язані між собою, і в корі відбувається складна аналітико-синтетична діяльність.

Динамічний стереотип. Зовнішній світ діє організм не одиничними подразниками, а зазвичай системою одночасних і послідовних подразників. Якщо система послідовних подразників часто повторюється, це веде до утворення системності або динамічного стереотипу в діяльності кори головного мозку. Таким чином, динамічний стереотип є послідовним ланцюгом умовно-рефлекторних актів, що здійснюються в строго визначеному, закріпленому в часі порядку і є наслідком складної системної реакції організму на складну систему позитивних (підкріплюваних) і негативних (непідкріплюваних, або гальмівних) умовних разд.

Вироблення стереотипу – це приклад складної синтезуючої діяльності кори головного мозку. Стереотип важко виробляється, але якщо він сформований, то підтримка його не вимагає великої напруги кіркової діяльності, при цьому багато дій стають автоматичними. Динамічний стереотип є основою утворення звичок у людини, формування певної послідовності у трудових операціях, набуття умінь та навичок. Прикладами динамічного стереотипу можуть бути ходьба, біг, стрибки, катання на лижах, гра на музичних інструментах, користування при їжі ложкою, вилкою, ножем, листом та ін.

Стереотипи зберігаються довгі роки та становлять основу людської поведінки, при цьому вони дуже важко піддаються перепрограмуванню.

6.5. Перша та друга сигнальні системи

І.П. Павлов розглядав поведінку людини як вищу нервову діяльність, де загальним для тварин та людини є аналіз та синтез безпосередніх сигналів навколишнього середовища, що становлять першу сигнальну систему дійсності. З цього приводу Павлов писав: "Для тварини дійсність сигналізується майже виключно роздратуваннями і слідами їх у великих півкулях, що безпосередньо приходять у спеціальні клітини зорових, слухових та інших рецепторів організму. Це те, що і ми маємо в собі як враження, відчуття та уявлення" від навколишнього середовища як загальноприродного, так і від нашого соціального, крім слова, чутного і видимого. Це - перша сигнальна система дійсності, спільна у нас з тваринами".

В результаті трудової діяльності, суспільних та сімейних відносин у людини розвинулася нова форма передачі інформації. Людина стала сприймати словесну інформацію через розуміння значення слів, що вимовляються ним самим чи оточуючими, видимих ​​- написаних чи надрукованих. Це призвело до появи другої сигнальної системи, властивої виключно людині. Вона значно розширила та якісно змінила вищу нервову діяльність людини, оскільки внесла новий принцип у роботу великих півкуль головного мозку (взаємозв'язок кори з підкірковими утвореннями). З цього приводу Павлов писав: "Якщо наші відчуття і уявлення, що стосуються навколишнього світу, є для нас перші сигнали дійсності, конкретні сигнали, то мова, спеціально перш за все кінестезичні роздратування, що йдуть в кору від мовних органів, є другі сигнали, сигнали сигналів Вони є відволікання від дійсності і допускають узагальнення, що і становить... спеціально людське мислення, і науку - знаряддя вищої орієнтування людини в навколишньому світі і в собі самому.

Друга сигнальна система є наслідком соціальності людини як виду. Однак слід пам'ятати, що друга сигнальна система залежить від першої сигнальної системи. Діти, що народилися глухими, видають такі ж звуки, як і нормальні, але, не підкріплюючи сигнали, що видаються через слухові аналізатори і не маючи можливості наслідувати голосу оточуючих, вони стають німими.

Відомо, що спілкування з людьми друга сигнальна система (особливо мова) не розвивається. Так, діти, віднесені дикими тваринами і жили в тваринному лігві (синдром Мауглі), не розуміли людської мови, не вміли говорити і втратили здатність навчитися розмовляти. Крім того, відомо, що молоді люди, які потрапили до ізоляції на десятки років, без спілкування з іншими людьми забувають розмовну мову.

Фізіологічний механізм поведінки людини є результатом складної взаємодії обох сигнальних систем із підкірковими утвореннями великих півкуль. Павлов вважав другу сигнальну систему "вищим регулятором людської поведінки", що переважає першу сигнальну систему. Але й остання певною мірою контролює діяльність другої сигнальної системи. Це дозволяє людині керувати своїми безумовними рефлексами, стримувати значну частину інстинктивних проявів організму та емоцій. Людина може свідомо придушувати оборонні (навіть у відповідь на болючі подразнення), харчові та статеві рефлекси. У той самий час підкіркові освіти і ядра мозкового стовбура, особливо ретикулярна формація, є джерелами (генераторами) імпульсів, які у нормі мозковий тонус.

6.6. Типи вищої нервової діяльності

Умовно-рефлекторна діяльність залежить від індивідуальних властивостей нервової системи. Індивідуальні властивості нервової системи обумовлені спадковими особливостями індивідуума та його життєвим досвідом. Сукупність цих властивостей називають типом найвищої нервової діяльності.

І.П. Павлов на основі багаторічного вивчення особливостей освіти та перебігу умовних рефлексів у тварин виділив чотири основні типи вищої нервової діяльності. В основу поділу на типи він поклав три основні показники:

а) силу процесів збудження та гальмування;

б) взаємну врівноваженість, тобто співвідношення сили процесів збудження та гальмування;

в) рухливість процесів збудження та гальмування, тобто швидкість, з якою збудження може змінюватися гальмуванням, і навпаки.

З прояви цих трьох властивостей Павлов виділив такі типи нервової діяльності;

1) тип сильний, неврівноважений, з величезним переважанням порушення над гальмуванням ( " нестримний " тип);

2) тип сильний, врівноважений, з великою рухливістю нервових процесів ("живий", рухливий тип);

3) тип сильний, врівноважений, з малою рухливістю нервових процесів (спокійний, малорухливий, інертний тип);

4) тип слабкий, що характеризується швидкою виснаженістю нервових клітин, що призводить до втрати працездатності.

Павлов вважав, що основні типи вищої нервової діяльності, виявлені у тварин, збігаються із чотирма темпераментами, встановленими для людей грецьким лікарем Гіппократом (IV ст. до н. е.). Слабкий тип відповідає меланхолійному темпераменту; сильний неврівноважений тип – холеричного темпераменту; сильний врівноважений, рухливий тип - сангвінічний темперамент; сильний врівноважений, з малою рухливістю нервових процесів – флегматичному темпераменту. Проте слід пам'ятати, що нервові процеси з розвитком людського організму зазнають зміни, у різні вікові періоди в людини можливі зміни типів нервової діяльності. Подібні короткочасні переходи можливі під дією сильних факторів, що стресують.

Залежно від взаємодії, врівноваженості сигнальних систем Павлов поряд із чотирма загальними для людини та тварин типами виділив спеціально людські типи вищої нервової діяльності.

1. Художній тип. Він характеризується переважанням першої сигнальної системи над другою. До цього типу належать люди, які безпосередньо сприймають дійсність, широко користуються чуттєвими образами.

2. Думковий тип. До цього типу належать люди з переважанням другої сигнальної системи, "мислителі" з вираженою здатністю до абстрактного мислення.

3. Більшість людей належать до середнього типу з урівноваженою діяльністю двох сигнальних систем. Їм властиві як образні враження, і умоглядні висновки.

Тема 7. ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ КРОВІ І КРОВООБІГУ

7.1. Загальна характеристика крові

Кров, лімфа і тканинна рідина є внутрішнім середовищем організму, в якій здійснюється життєдіяльність клітин, тканин та органів. Внутрішнє середовище людини зберігає відносну сталість свого складу, що забезпечує стійкість усіх функцій організму та є результатом рефлекторної та нервово-гуморальної саморегуляції. Кров, циркулюючи в кровоносних судинах, виконує ряд життєво важливих функцій: транспортну (транспортує кисень, поживні речовини, гормони, ферменти, а також доставляє залишкові продукти обміну речовин до органів виділення), регуляторну (підтримує відносну сталість температури тіла), захисну (клітини крові забезпечують реакції імунної відповіді).

Кількість крові. Депонована та циркулююча кров. Кількість крові у дорослої людини становить у середньому 7% ваги тіла, у новонароджених – від 10 до 20% ваги тіла, у грудних дітей – від 9 до 13%, у дітей з 6 до 16 років – 7%. Чим молодша дитина, тим вищий його обмін речовин і тим більша кількість крові на 1 кг ваги тіла. У новонароджених на 1 кг ваги тіла припадає 150 куб. см крові, у немовлят - 110 куб. см, у дітей з 7 до 12 років – 70 куб. см, з 15 років – 65 куб. см. Кількість крові у хлопчиків та чоловіків відносно більша, ніж у дівчаток та жінок. У спокої приблизно 40-45% крові циркулює в кровоносних судинах, а решта її частини знаходиться в депо (капілярах печінки, селезінки та підшкірної клітковини). Кров з депо надходить у загальне кров'яне русло у разі підвищення температури тіла, м'язової роботі, підйомі на висоту, при крововтратах. Швидка втрата циркулюючої крові є небезпечною для життя. Наприклад, при артеріальній кровотечі та втраті 1/3-1/2 усієї кількості крові настає смерть внаслідок різкого падіння кров'яного тиску.

плазма крові. Плазма є рідкою частиною крові після відділення всіх формених елементів. На її частку у дорослих припадає 55-60% загального обсягу крові, у новонароджених - менше 50% внаслідок великого обсягу еритроцитів. У плазмі крові дорослої людини міститься 90-91% води, 6,6-8,2% білків, з яких 4-4,5% альбуміну, 2,8-3,1% глобуліну і 0,1-0,4% фібриногену; решту плазми становлять мінеральні речовини, цукор, продукти обміну речовин, ферменти, гормони. Вміст білків у плазмі новонароджених - 5,5-6,5%, у дітей до 7 років - 6-7%.

З віком кількість альбумінів зменшується, а глобулінів збільшується, загальний вміст білків наближається до рівня дорослих до 3-4 років. Гамма-глобуліни доходять до норми дорослих до 3 років, альфа- та бета-глобуліни - до 7 років. Вміст протеолітичних ферментів після народження підвищується і до 30-го дня життя досягає рівня дорослих.

До мінеральних речовин крові відносяться кухонна сіль (NaCl), 0,85-0,9 %, хлористий калій (КС1), хлористий кальцій (СаС12) та бікарбонати (NaHCO3), по 0,02 % та ін. У новонароджених кількість натрію менше, ніж у дорослих, і доходить до норми до 7-8 років. З 6 до 18 років вміст натрію коливається від 170 до 220 мг%. Кількість калію, навпаки, найбільш висока у новонароджених, найнижча - у 4-6 років і досягає норми дорослих до 13-19 років.

Вміст кальцію у плазмі у новонароджених вищий, ніж у дорослих; з 1 до 6 років воно вагається, а з 6 до 18 років стабілізується на рівні дорослих.

У хлопчиків 7-16 років неорганічного фосфору більше, ніж у дорослих, у 1,3 раза; органічного фосфору більше, ніж неорганічного, у 1,5 раза, але менше, ніж у дорослих.

Кількість глюкози в крові дорослої людини натще становить 0,1-0,12%. Кількість цукру в крові у дітей (мг%) натщесерце: у новонароджених – 45-70; у дітей 7-11 років – 70-80; 12-14 років – 90-120. Зміна вмісту цукру в крові у дітей 7-8 років значно більша, ніж у 17-18 років. Значними є коливання вмісту цукру в крові в період статевого дозрівання. При інтенсивній м'язовій роботі рівень цукру на крові знижується.

Крім того, у плазмі крові містяться різні азотисті речовини, що становлять 20-40 мг на 100 куб. см крові; 0,5-1,0 % жиру та жироподібних речовин.

В'язкість крові дорослої людини становить 4-5, новонародженої – 10-11, дитини першого місяця життя – 6, потім спостерігається поступове зниження в'язкості. Активна реакція крові, яка залежить від концентрації водневих та гідроксильних іонів, слаболужна. Середній рН крові – 7,35. При вступі у кров кислот, що утворюються у процесі обміну речовин, вони нейтралізуються резервом лугів. Деякі кислоти видаляються з організму, наприклад, вуглекислота перетворюється на вуглекислий газ і водяні пари, що видихаються при посиленій вентиляції легень. При надмірному накопиченні в організмі лужних іонів, наприклад, при вегетаріанській дієті, вони нейтралізуються вугільною кислотою, затриманою при зменшенні вентиляції легень.

7.2. Форменні елементи крові

До формених елементів крові відносять еритроцити, лейкоцити та тромбоцити. Еритроцитами називаються червоні без'ядерні кров'яні клітини крові. Вони мають двояковогнуту форму, яка збільшує їхню поверхню приблизно в 1,5 рази. Кількість еритроцитів 1 куб. мм крові дорівнює: у чоловіків - 5-5,5 млн.; у жінок - 4-5,5 млн. У новонароджених у перший день життя їх кількість доходить до 6 млн., потім відбувається зниження до норми дорослої людини. У 7-9 років кількість еритроцитів дорівнює 5-6 млн. Найбільші коливання кількості еритроцитів спостерігаються в період статевого дозрівання.

В еритроцитах дорослої людини гемоглобін становить близько 32% від ваги формених елементів та в середньому 14% від ваги цільної крові (14 г на 100 г крові). Ця кількість гемоглобіну дорівнює 100%. Вміст гемоглобіну в еритроцитах новонароджених сягає 14,5% норми дорослої людини, що становить 17-25 г гемоглобіну на 100 г крові. У перші два роки кількість гемоглобіну знижується до 80-90 %, а потім знову зростає до норми. Відносний вміст гемоглобіну з віком зростає і до 14-15 років доходить до норми дорослого. Воно рівне (у грамах на 1 кг ваги тіла):

▪ в 7-9 років - 7,5;

▪ 10-11 років - 7,4;

▪ 12-13 років - 8,4;

▪ 14-15 років - 10,4.

Гемоглобін має видову специфічність. Якщо новонародженого він поглинає кисню більше, ніж у дорослого (а з 2 років ця здатність гемоглобіну максимальна), то з 3 років гемоглобін поглинає кисень так само, як і у дорослих. Значний вміст еритроцитів та гемоглобіну, а також більша здатність гемоглобіну поглинати кисень у дітей до 1 року забезпечують їм більш інтенсивний обмін речовин.

З віком кількість кисню в артеріальній та венозній крові збільшується. 0но дорівнює (у куб. см за хвилину): у дітей 5-6 років в артеріальній крові - 400, у венозній - 260; у підлітків 14-15 років - відповідно 660 та 435; у дорослих – відповідно 800 та 540. Вміст кисню в артеріальній крові (у куб. см на 1 кг ваги на хвилину) дорівнює: у дітей 5-6 років – 20; у підлітків 14-15 років – 13; у дорослих – 11. Це явище у дошкільнят пояснюється відносно великою кількістю крові та кровотоком, що істотно перевищує кровотік дорослих.

Крім перенесення кисню, еритроцити беруть участь у ферментативних процесах, у збереженні активної реакції крові та в обміні води та солей. Протягом доби через еритроцити проходить від 300 до 2000 куб. дм води.

У процесі відстоювання цільної крові, до якої додані речовини, що перешкоджають зсіданню крові, еритроцити поступово осідають. Швидкість реакції осідання еритроцитів (ШОЕ) у чоловіків становить 3-9 мм, у жінок – 7-12 мм на годину. С0Е залежить від кількості білків у плазмі крові та від відношення глобулінів до альбумінів. Оскільки у новонародженого в плазмі близько 6% білків і відношення кількості глобулінів до альбумінів теж менше, ніж у дорослих, то ШОЕ у них – близько 2 мм, у немовлят – 4-8 мм, а у більш старших дітей – 4-8 мм в годину. Після навчального навантаження у більшості дітей 7-11 років нормальна (до 12 мм на годину) та уповільнена ШОЕ прискорюються, а прискорена ШОЕ уповільнюється.

Гемоліз. Еритроцити здатні зберігатися лише у фізіологічних розчинах, у яких концентрація мінеральних речовин, особливо кухонної солі, така сама, як і в плазмі крові. У розчинах, де вміст кухонної солі менший або більший, ніж у плазмі крові, а також під впливом інших факторів еритроцити руйнуються. Руйнування еритроцитів називається гемолізом.

Здатність еритроцитів протистояти гемолізу називається резистентністю. З віком резистентність еритроцитів значно знижується: найбільшу резистентність мають еритроцити новонароджених, до 10 років вона зменшується приблизно в 1,5 рази.

У здоровому організмі відбувається постійний процес руйнування еритроцитів, що здійснюється під впливом особливих речовин – гемолізинів, що виробляються у печінці. Еритроцити живуть у новонародженого 14, а у дорослого – не більше 100-150 днів. Гемоліз відбувається в селезінці та печінці. Одночасно з гемолізом утворюються нові еритроцити, тому кількість еритроцитів підтримується відносно постійному рівні.

Групи крові. Залежно від вмісту в еритроцитах двох видів склеюваних речовин (аглютиногенів А і B), а в плазмі - двох видів аглютинінів (альфа і бета) - виділяють чотири групи крові. При переливанні крові необхідно уникати збігу А з альфою і В з бетою, тому що відбувається аглютинація, що веде до закупорки кровоносних судин і що передує гемолізу у реципієнта, а отже, що веде до його смерті.

Еритроцити першої групи (0) не склеюються плазмою інших груп, що дозволяє вводити їх усім людям. Люди, які мають першу групу крові, називаються універсальними донорами. Плазма четвертої групи (АВ) не склеює еритроцити інших груп, тому люди, які мають цю групу крові, є універсальними реципієнтами. Кров другої групи (А) можна переливати лише групам А та АВ, кров групи В – тільки В та АВ. Група крові зумовлена ​​генетичною.

Крім того, у практиці переливання крові особливе значення має аглютиноген резус-фактор (Rh). Еритроцити 85% людей містять резус-фактор (резус-позитивні), тоді як еритроцити 15% людей не містять його (резус-негативні).

лейкоцити. Це безбарвні ядерні клітини крові. У дорослої людини 1 куб. мм крові міститься 6-8 тис. лейкоцитів. За формою клітини та ядра лейкоцити поділяються на: нейтрофіли; базофілі; еозинофіли; лімфоцити; моноцити.

На відміну від дорослих, у новонароджених в 1 куб. мм крові міститься 10–30 тис. лейкоцитів. Найбільша кількість лейкоцитів спостерігається у дітей віком 2-3 місяців, а потім вона поступово хвилеподібно зменшується і до 10-11 років досягає рівня дорослих.

У дітей віком до 9-10 років відносний вміст нейтрофілів значно менше, ніж у дорослих, а кількість лімфоцитів різко збільшена до 14-15 років. До 4 років абсолютна кількість лімфоцитів перевищує кількість нейтрофілів приблизно в 1,5-2 рази, з 4 до 6 років кількість нейтрофілів та лімфоцитів спочатку порівнюється, а потім нейтрофіли починають переважати над лімфоцитами, і з 15 років їхнє відношення наближається до норм дорослих. Лейкоцити мешкають до 12-15 днів.

На відміну від еритроцитів, вміст лейкоцитів сильно коливається. Розрізняють збільшення загальної кількості лейкоцитів (лейкоцитоз) та їх зменшення (лейкопенію). Лейкоцитоз спостерігається у здорових людей при м'язовій роботі, у перші 2-3 години після прийому їжі і у вагітних. У лежачої людини лейкоцитоз вдвічі більше, ніж у того, хто стоїть. Лейкопенія виникає при дії іонізуючого випромінювання. Деякі захворювання змінюють відносний вміст різних форм лейкоцитів.

тромбоцити. Це найдрібніші без'ядерні платівки протоплазми. У дорослих 1 куб. мм крові міститься 200-100 тис. тромбоцитів, у дітей до 1 року - 160-330 тис.; від 3 до 4 років - 350-370 тис. Тромбоцити живуть 4-5 і не більше 8-9 днів. У складі сухого залишку тромбоцитів містяться 16-19% ліпідів (в основному фосфатидів), протеолітичні ферменти, серотонін, фактори зсідання крові та ретрактин. Збільшення кількості тромбоцитів називається тромбоцитозом, зменшення – тромбопенією.

7.3. Кровообіг

Кров здатна виконувати життєво важливі функції, лише перебуваючи у постійному русі. Рух крові в організмі, її циркуляція становлять сутність кровообігу.

Система органів кровообігу підтримує сталість внутрішнього середовища організму. Завдяки кровообігу до всіх органів та тканин надходять кисень, поживні речовини, солі, гормони, вода і виводяться з організму продукти обміну. Через малу теплопровідність тканин передача тепла від органів людського тіла (печінки, м'язів та ін.) до шкіри та в навколишнє середовище здійснюється в основному за рахунок кровообігу. Діяльність всіх органів прокуратури та організму загалом тісно пов'язані з функцією органів кровообігу.

Великий та малий кола кровообігу. Кровообіг забезпечується діяльністю серця та кровоносних судин. Судинна система складається з двох кіл кровообігу: великого та малого.

Велике коло кровообігу починається від лівого шлуночка серця, звідки кров надходить в аорту. З аорти шлях артеріальної крові продовжується по артеріях, які в міру віддалення від серця розгалужуються, і найдрібніші з них розпадаються на капіляри, що густою мережею пронизують весь організм. Через тонкі стінки капілярів кров віддає поживні речовини та кисень у тканинну рідину. Продукти життєдіяльності клітин при цьому з тканинної рідини надходять у кров. З капілярів кров надходить у дрібні вени, які, зливаючись, утворюють більші вени і впадають у верхню та нижню порожнисті вени. Верхня та нижня порожнисті вени приносять венозну кров у праве передсердя, де закінчується велике коло кровообігу.

Мале коло кровообігу починається від правого шлуночка серця легеневою артерією. Венозна кров по легеневій артерії приноситься до капілярів легень. У легенях відбувається обмін газів між венозною кров'ю капілярів та повітрям в альвеолах легень. Від легень по чотирьох легеневих венах вже артеріальна кров повертається в ліве передсердя, де мале коло кровообігу закінчується. З лівого передсердя кров потрапляє до лівого шлуночка, звідки починається велике коло кровообігу.

7.4. Серце: будова та вікові зміни

Серце є порожнистим м'язовим органом, розділеним на чотири камери: два передсердя і два шлуночки. Ліва та права частини серця розділені суцільною перегородкою. Кров із передсердя в шлуночки надходить через отвори в перегородці між передсердями та шлуночками. Отвори забезпечені клапанами, які відкриваються лише у бік шлуночків. Клапани утворені стулки, що змикаються, і тому називаються стулчастими. У лівій частині серця клапан двостулковий, у правій - тристулковий.

У місця виходу аорти з лівого шлуночка та легеневої артерії з правого шлуночка розташовуються напівмісячні клапани. Півмісячні клапани пропускають кров із шлуночків в аорту та легеневу артерію і перешкоджають зворотному руху крові із судин у шлуночки.

Клапани серця забезпечують рух крові тільки в одному напрямку: з передсердь – у шлуночки та зі шлуночків – в артерії.

Маса серця людини становить від 250 до 360 г.

Розширену верхню частину серця називають основою, звужену нижню – верхівкою. Серце лежить косо за грудиною. Його основа спрямована назад, вгору та вправо, а верхівка – вниз, вперед та вліво. Верхівка серця прилягає до передньої грудної стінки в ділянці лівого міжребер'я; тут у момент скорочення шлуночків відчувається серцевий поштовх.

Основну масу стінки серця становить потужний м'яз - міокард, що складається з особливого роду поперечно-смугастої м'язової тканини. Товщина міокарда різна у різних відділах серця. Найбільш тонкий він у передсердях (2-3 мм). Лівий шлуночок має найпотужнішу м'язову стінку: вона у 2,5 рази товща, ніж у правому шлуночку.

Типова та атипова мускулатура серця. Основна маса серцевого м'яза представлена ​​типовими для серця волокнами, які забезпечують скорочення відділів серця. Їхня основна функція - скоротливість. Це типова, робоча м'язи серця. Крім неї, у серцевому м'язі є атипові волокна, з діяльністю яких пов'язане виникнення збудження в серці та проведення збудження від передсердь до шлуночків.

Волокна атипової мускулатури відрізняються від скорочувальних волокон як за будовою, так і фізіологічними властивостями. У них слабше виражена поперечна смугастість, але вони мають здатність легко збуджуватися і більшу стійкість до шкідливих впливів. За здатність волокон атипічної мускулатури проводити збудження, що виникло по серцю, її називають провідною системою серця.

Атипова мускулатура займає за обсягом дуже невелику частину серця. Нагромадження клітин атипової мускулатури називають вузлами. Один з таких вузлів розташований у правому передсерді, поблизу місця впадання (синусу) верхньої порожнистої вени. Це синусно-передсердний вузол. Тут у серці здорової людини виникають імпульси збудження, що визначають ритм серцевих скорочень. Другий вузол розташований на межі між правим передсердям та шлуночками в перегородці серця, його називають передсердно-шлуночковий, або атріовентрикулярний, вузол. У цій ділянці серця збудження поширюється з передсердь на шлуночки.

З передсердно-шлуночкового вузла збудження спрямовується по передсердно-шлуночковому пучку (пучку Гісса) волокон провідної системи, який розташований у перегородці між шлуночками. Стовбур передсердно-шлуночкового пучка поділяється на дві ніжки, одна з них прямує в правий шлуночок, інша - в лівий.

Порушення з атипової мускулатури передається волокнам скорочувальної мускулатури серця за допомогою волокон, що належать до атипічної мускулатури.

Вікові зміни серця. Серце дитини після народження не тільки росте, у ньому відбуваються процеси формоутворення (змінюються форма, пропорції). Серце новонародженого займає поперечне положення та має майже кулясту форму. Відносно велика печінка робить високим склепіння діафрагми, тому становище серця у новонародженого більш високе (воно знаходиться на рівні четвертого лівого міжребер'я). До кінця першого року життя під впливом сидіння та стояння та у зв'язку з опусканням діафрагми серце займає косо становище. До 2-3 років верхівка серця сягає п'ятого ребра. У десятирічних дітей межі серця стають майже такими ж, як у дорослих.

Протягом першого року життя зростання передсердь випереджає зростання шлуночків, потім вони ростуть майже однаково, а після 10 років зростання шлуночків починає випереджати зростання передсердь.

Серце в дітей віком щодо більше, ніж в дорослих. Його маса становить приблизно 0,63-0,80% маси тіла, у дорослої людини – 0,48-0,52%. Найбільш інтенсивно зростає серце на першому році життя: до 8 місяців маса серця збільшується вдвічі, до 3 років потроюється, до 5 років збільшується вчетверо, а в 16 років - в 11 разів.

Маса серця у хлопчиків у перші роки життя більша, ніж у дівчаток. У 12-13 років настає період посиленого зростання серця у дівчаток, і його маса стає більшою, ніж у хлопчиків. До 16 років серце дівчат знову починає відставати в масі від серця хлопчиків.

Серцевий цикл. Серце скорочується ритмічно: скорочення відділів серця (систола) чергуються зі своїми розслабленням (діастолою). Період, що охоплює одне скорочення та одне розслаблення серця, називають серцевим циклом. У стані відносного спокою серце дорослої людини скорочується приблизно 75 разів на хвилину. Це означає, що весь цикл продовжується близько 0,8 с.

Кожен серцевий цикл складається із трьох фаз:

1) систола передсердь (триває 0,1 с);

2) систола шлуночків (триває 0,3 с);

3) загальна пауза (0,4 с).

При великому фізичному навантаженні серце скорочується частіше ніж 75 разів на хвилину, тривалість загальної паузи при цьому зменшується.

Тема 8. ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ОРГАНІВ ДИХАННЯ

8.1. Будова органів дихання та голосового апарату

носова порожнина. При диханні із закритим ротом повітря надходить у носову порожнину, а з відкритим – у ротову. У освіті носової порожнини беруть участь кістки і хрящі, у тому числі складається скелет носа. Більшість слизової оболонки носової порожнини покрита багаторядним миготливим циліндричним епітелієм, в якому знаходяться слизові залози, а її менша частина містить нюхові клітини. Завдяки руху вій миготливого епітелію пил, що потрапляє з повітрям, що вдихається, виводиться назовні.

Порожнина носа ділиться носовою перегородкою навпіл. У кожній половині є три носові раковини - верхня, середня і нижня. Вони утворюють три носові ходи: верхній - під верхньою раковиною, середній - під середньою раковиною і нижній - між нижньою раковиною та дном носової порожнини. Вдихається повітря надходить через ніздрі і після проходження носовими ходами кожної половини носової порожнини виходить з неї в носоглотку через два задніх отвори - хоани.

У носову порожнину відкривається нососльозний канал, яким виводиться надлишок сліз.

До носової порожнини прилягають придаткові порожнини, або пазухи, з'єднані з нею отворами: верхньощелепна, або гайморова (перебуває в тілі верхньої щелепи), клиноподібна (в клиноподібній кістці), лобова (в лобовій кістці) і решітчастий лабіринт (в . Повітря, що вдихається, стикаючись зі слизовою оболонкою порожнини носа і придаткових порожнин, в якій є численні капіляри, зігрівається і зволожується.

гортань. Носоглотка є верхнім відділом глотки, який проводить повітря з носової порожнини в горло, прикріплене до під'язикової кістки. Гортань складає початкову частину дихальної трубки, що триває в трахею, і одночасно функціонує як голосовий апарат. Вона складається з трьох непарних та трьох парних хрящів, з'єднаних зв'язками. До непарних відносяться щитовидний, перстнеподібний і надгортанний хрящі, до парних - черпалоподібні, ріжкоподібні та клиноподібні. Основний хрящ – перснеподібний. Вузькою своєю частиною він звернений допереду, а широкою - до стравоходу. Ззаду на перстневидном хрящі розташовані симетрично з правої та лівої сторони рухомо зчленовані з його задньою частиною два черпалоподібні хрящі трикутної форми. При скороченні м'язів, що відтягують назад зовнішні кінці черпалоподібних хрящів, та розслаблення міжхрящових м'язів відбувається поворот цих хрящів навколо осі та широке розкриття голосової щілини, необхідне для вдиху. При скороченні м'язів між черпалоподібними хрящами і натягу зв'язок голосова щілина має вигляд двох туго натягнутих паралельних м'язових валиків, що перешкоджають струму повітря з легенів.

Голосові зв'язки. Справжні голосові зв'язки розташовуються в сагітальному напрямку від внутрішнього кута з'єднання пластинок щитовидного хряща до голосових відростків черпалоподібних хрящів. До складу дійсних голосових зв'язок входять внутрішні щиточерпалоподібні м'язи. Між ступенем натягу голосових зв'язок і тиском повітря з легень встановлюється певне співвідношення: чим сильніше стуляються зв'язки, тим сильніше тисне на них повітря, що виходить з легенів. Ця регуляція здійснюється м'язами гортані та має значення для утворення звуків.

При ковтанні вхід у горло закривається надгортанником. Слизова оболонка гортані покрита багаторядним миготливим епітелієм, а голосових зв'язок - багатошаровим плоским епітелієм.

У слизовій оболонці гортані розташовані різноманітні рецептори, що сприймають тактильні, температурні, хімічні та болючі подразнення; вони утворюють дві рефлексогенні зони. Частина рецепторів гортані розташовується поверхнево, де слизова оболонка покриває хрящі, інша частина - глибоко в надхрящнице, у місцях прикріплення м'язів, в загострених частинах голосових відростків. Обидві групи рецепторів знаходяться на шляху повітря, що вдихається, і беруть участь у рефлекторній регуляції дихання і в захисному рефлексі закриття голосової щілини. Ці рецептори, сигналізуючи про зміни положення хрящів та скорочення м'язів, що беруть участь у голосоутворенні, рефлекторно регулюють його.

Трахея. Гортань переходить у дихальне горло, або трахею, яка у дорослого має довжину 11-13 см і складається з 15-20 напівкілець гіалінового хряща, з'єднаних перетинками зі сполучної тканини. Ззаду хрящі не замкнуті, тому стравохід, що розташовується за трахеєю, може при ковтанні входити в її просвіт. Слизова оболонка трахеї покрита багаторядним миготливим епітелієм, вії якого створюють у бік глотки струм рідини, що виділяється залозами; він видаляє пилові частинки, що осіли з повітря. Потужний розвиток еластичних волокон перешкоджає утворенню складок слизової оболонки, що зменшує доступ повітря. У волокнистій оболонці, розташованій назовні від хрящових напівкілець, знаходяться кровоносні судини та нерви.

Бронхі. Трахея розгалужується на два головні бронхи; кожен з них входить у ворота одного з легенів і ділиться на три гілки в правій легені, що складається з трьох часток, і дві гілки в лівій легені, що складається з двох часток. Ці гілки розпадаються більш дрібні. Стінка великих бронхів має таку ж будову, як і трахея, але в ній розташовані замкні хрящові кільця; у стінці дрібних бронхів є гладкі м'язові волокна. Внутрішня оболонка бронхів складається з миготливого епітелію.

Найбільш дрібні бронхи – діаметром до 1 мм – називаються бронхіолами. Кожна бронхіола входить у часточку легень (частки легень складаються із сотень часточок). Бронхіолу в часточці ділиться на 12-18 кінцевих бронхіол, які, своєю чергою, поділяються на альвеолярні бронхіоли.

І, нарешті, альвеолярні бронхіоли розгалужуються на альвеолярні ходи, що складаються з альвеол. Товщина епітеліального шару альвеоли – 0,004 мм. До альвеол прилягають капіляри. Через стінки альвеол та капілярів відбувається газообмін. Число альвеол – приблизно 700 млн. Загальна поверхня всіх альвеол у чоловіка – до 130 кв. м, у жінки – до 103,5 кв. м.

Зовні легені покриті повітронепроникною серозною оболонкою, або вісцеральною плеврою, яка переходить у плевру, що покриває зсередини грудну порожнину, - пристіночну, або парієтальну, плевру.

8.2. Дихальні рухи. Акти вдиху та видиху

Завдяки актам вдиху і видиху, що ритмічно відбуваються, відбувається обмін газів між атмосферним і альвеолярним повітрям, що знаходиться в легеневих бульбашках. У легенях немає м'язової тканини, тому активно вони не можуть скорочуватися. Активна роль акті вдиху і видиху належить дихальним м'язам. При паралічі дихальних м'язів дихання стає неможливим, хоча органи дихання у своїй не уражені.

При вдиху скорочуються зовнішні міжреберні м'язи та діафрагма. Міжреберні м'язи піднімають ребра і відводять їх убік, обсяг грудної клітини у своїй збільшується. При скороченні діафрагми її купол сплощується, це також веде до збільшення обсягу грудної клітки. У глибокому диханні беруть участь і інші м'язи грудей та шиї. Легкі, перебуваючи в герметично закритій грудній клітці, пасивні і йдуть під час вдиху і видиху за її стінами, що рухаються, так як за допомогою плеври вони прирощені до грудної клітини. Цьому сприяє і негативний тиск у грудній порожнині: негативним називають тиск нижче за атмосферний. Під час вдиху тиск у грудній порожнині нижче за атмосферний на 9-12 мм рт. ст., а під час видиху – на 2-6 мм рт. ст.

У ході розвитку грудна клітка росте швидше, ніж легені, тому легені постійно (навіть за видиху) розтягнуті. Розтягнута еластична тканина легень прагне стиснутися. Сила, з якою тканина легені стискається, протидіє атмосферному тиску. Навколо легень, у плевральній порожнині, створюється тиск, що дорівнює атмосферному мінусу еластична тяга легень. Таким чином, навколо легень створюється негативний тиск. За рахунок нього в плевральній порожнині легені йдуть за грудною клітиною, що розширилася; легкі у своїй розтягуються. У розтягнутому легені тиск стає нижче атмосферного, завдяки чому атмосферне повітря через дихальні шляхи спрямовується в легені. Чим більше збільшується при вдиху об'єм грудної клітки, тим більше розтягуються легені та тим глибше вдих.

При розслабленні дихальних м'язів ребра опускаються до вихідного положення, купол діафрагми піднімається, об'єм грудної клітки та легень зменшується і повітря видихається назовні. У глибокому видиху беруть участь м'язи живота, внутрішні міжреберні та інші м'язи.

Типи дихання. У дітей раннього віку ребра мають малий вигин та займають майже горизонтальне положення. Верхні ребра і весь плечовий пояс розташовані високо, міжреберні м'язи слабкі. Тому у новонароджених переважає діафрагмальне дихання з незначною участю міжреберних м'язів. Такий тип дихання зберігається до другої половини першого року життя. З розвитком міжреберних м'язів і зростання дитини грудна клітина опускається вниз і ребра приймають косо становище. Дихання немовлят тепер стає грудобрюшним з переважанням діафрагмального.

У віці від 3 до 7 років у зв'язку з розвитком плечового пояса починає переважати грудний тип дихання і до 7 років він стає вираженим.

У 7-8 років починаються статеві відмінності у типі дихання: у хлопчиків переважним стає черевний тип дихання, у дівчаток – грудний. Закінчується статеве диференціювання дихання до 14-17 років.

Глибина та частота дихання. Своєрідність будови грудної клітки та мала витривалість дихальних м'язів роблять дихальні рухи у дітей менш глибокими та частими. Доросла ж людина робить у середньому 15-17 дихальних рухів за хвилину; за один вдих при спокійному диханні він вдихає 500 мл повітря. При м'язовій роботі дихання частішає в 2-3 рази. У тренованих людей при одній роботі обсяг легеневої вентиляції поступово збільшується, так як дихання стає більш рідкісним і глибоким. При глибокому диханні альвеолярне повітря вентилюється на 80-90%. Це забезпечує велику дифузію газів через альвеоли. При неглибокому і частому диханні вентиляція альвеолярного повітря значно менше і відносно більша частина повітря, що вдихається, залишається в так званому мертвому просторі - в носоглотці, ротовій порожнині, трахеї, бронхах. Таким чином, у тренованих людей кров більшою мірою насичується киснем, ніж у людей нетренованих.

Глибина дихання характеризується об'ємом повітря, що надходить у легені за один вдих - дихальним повітрям. Дихання новонародженого часте і поверхневе, при цьому його частота схильна до значних коливань: 48-63 дихальних цикли за хвилину під час сну. Частота дихальних рухів за хвилину під час неспання становить: 50-60 - у дітей першого року життя; 35-40 – у дітей 1-2 років; 25-35 – у дітей 2-4 років; 23-26 – у дітей 4-6 років. У дітей шкільного віку відбувається подальше зменшення дихання - до 18-20 разів на хвилину.

Велика частота дихальних рухів у дитини забезпечує високу легеневу вентиляцію. Об'єм дихального повітря у дитини становить: 30 мл - в 1 місяць; 70 мл - на 1 рік; 156 мл – у 6 років; 230 мл – у 10 років; 300 мл – у 14 років.

За рахунок великої частоти дихання в дітей віком значно вище, ніж в дорослих, хвилинний обсяг дихання (у перерахунку на 1 кг маси). Хвилинним обсягом дихання називають кількість повітря, яке людина вдихає за 1 хв. Він визначається добутком величини дихального повітря на кількість дихальних рухів за 1 хв. Хвилинний обсяг дихання становить:

▪ 650-700 мл повітря - у новонародженого;

▪ 2600-2700 мл - до кінця першого року життя;

▪ 3500 мл - до 6 років;

▪ 4300 мл - до 10 років;

▪ 4900 мл - у 14 років;

▪ 5000-6000 мл - у дорослої людини.

Життєва ємність легень. У спокої доросла людина може вдихнути і видихнути близько 500 мл повітря, при посиленому диханні - ще близько 1500 мл повітря. Найбільшу кількість повітря, яку людина може видихнути після глибокого вдиху, називають життєвою ємністю легень.

Життєва ємність легень змінюється з віком, залежить від статі, ступеня розвитку грудної клітки, дихальних м'язів. Як правило, вона більша у чоловіків, ніж у жінок; у спортсменів більше, ніж у нетренованих людей. Наприклад, у штангістів життєва ємність легень становить близько 4000 мл, у футболістів – 4200 мл, у гімнастів – 4300, у плавців – 4900, у веслярів – 5500 мл і більше.

Так як вимір життєвої ємності легень вимагає активної та свідомої участі досліджуваного, вона може бути визначена у дитини тільки після 4-5 років.

До 16-17 років життєва ємність легень досягає величин, притаманних дорослої людини.

8.3. Газообмін у легенях

Склад вдихуваного, видихуваного та альвеолярного повітря. Вентиляція легень здійснюється завдяки вдиху та видиху. Тим самим було в альвеолах підтримується відносно постійний газовий склад. Людина дихає атмосферним повітрям із вмістом кисню (20,9%) та вмістом вуглекислого газу (0,03%), а видихає повітря, в якому кисню 16,3%, вуглекислого газу - 4%. В альвеолярному повітрі кисню - 14,2%, вуглекислого газу - 5,2%. Підвищений вміст вуглекислого газу в альвеолярному повітрі пояснюється тим, що при видиху до альвеолярного повітря домішується повітря, яке знаходиться в органах дихання та в повітроносних шляхах.

У дітей нижча ефективність легеневої вентиляції виявляється у іншому газовому складі як видихуваного, і альвеолярного повітря. Чим молодша дитина, тим більший відсоток кисню і тим менший відсоток вуглекислого газу в повітрі, що видихається і альвеолярному, тобто кисень використовується дитячим організмом менш ефективно. Тому дітям для споживання одного й того ж обсягу кисню та виділення одного й того самого обсягу вуглекислого газу потрібно набагато частіше здійснювати дихальні акти.

Газообмін у легенях. У легенях кисень з альвеолярного повітря перетворюється на кров, а вуглекислий газ із крові надходить у легкі.

Рух газів забезпечує дифузія. Відповідно до законів дифузії газ поширюється із середовища з високим парціальним тиском у середовище із меншим тиском. Парціальний тиск - це частина загального тиску, яка припадає на частку газу в газовій суміші. Чим вищий процентний вміст газу в суміші, тим вищий його парціальний тиск. Для газів, розчинених у рідині, вживають термін "напруга", що відповідає терміну "парціальний тиск", що застосовується для вільних газів.

У легких газообмін відбувається між повітрям, що міститься в альвеолах, та кров'ю. Альвеоли обплетені густою мережею капілярів. Стінки альвеол та стінки капілярів дуже тонкі. Для здійснення газообміну визначальними умовами є площа поверхні, через яку здійснюється дифузія газів, та різниці парціального тиску (напруги) дифузних газів. Легкі ідеально відповідають цим вимогам: при глибокому вдиху альвеоли розтягуються і їхня поверхня досягає 100-150 кв. м (не менша і поверхня капілярів у легенях), існує достатня різниця парціального тиску газів альвеолярного повітря та напруги цих газів у венозній крові.

Зв'язування кисню кров'ю. У крові кисень з'єднується з гемоглобіном, утворюючи нестабільну сполуку - оксигемоглобін, 1г якого здатний зв'язати 1,34 куб. см кисню. Кількість оксигемоглобіну, що утворюється, прямо пропорційно парціальному тиску кисню. У альвеолярному повітрі парціальний тиск кисню дорівнює 100-110 мм рт. ст. За цих умов 97% гемоглобіну крові зв'язується з киснем.

У вигляді оксигемоглобіну кисень від легень переноситься кров'ю до тканин. Тут парціальний тиск кисню низький, і оксигемоглобін дисоціює, вивільняючи кисень, що забезпечує постачання тканин киснем.

Наявність у повітрі чи тканинах вуглекислого газу зменшує здатність гемоглобіну зв'язувати кисень.

Зв'язування вуглекислого газу кров'ю. Вуглекислий газ переноситься кров'ю в хімічних сполуках гідрокарбонату натрію та гідрокарбонату калію. Частина його транспортується гемоглобіном.

У капілярах тканин, де напруга вуглекислого газу висока, відбувається утворення вугільної кислоти та карбоксигемоглобіну. У легенях карбоангідразу, що міститься в еритроцитах, сприяє дегідратації, що призводить до витіснення вуглекислого газу з крові.

Газообмін у легенях у дітей тісно пов'язаний із регуляцією кислотно-лужної рівноваги. Діти дихальний центр дуже чуйно реагує на найменші зміни рН-реакції крові. Тому навіть при незначних зрушеннях рівноваги у бік підкислення у дітей виникає задишка. З розвитком дифузійна здатність легень збільшується через збільшення сумарної поверхні альвеол.

Потреба організму в кисні та виділення вуглекислого газу залежить від рівня окисних процесів, що протікають в організмі. З віком цей рівень знижується, отже, величина газообміну на 1 кг маси зі зростанням дитини зменшується.

8.4. Гігієнічні вимоги до повітряного середовища навчальних закладів

Гігієнічні властивості повітряного середовища визначаються не тільки її хімічним складом, а й фізичним станом: температурою, вологістю, тиском, рухливістю, напругою електричного поля атмосфери, сонячною радіацією та ін. Для нормальної життєдіяльності людини велике значення має сталість температури тіла та навколишнього середовища, що має вплив на рівновагу процесів теплоутворення та тепловіддачі.

Висока температура навколишнього повітря ускладнює віддачу тепла, що призводить до підвищення температури тіла. При цьому частішають пульс та дихання, наростає стомлюваність, падає працездатність. Також ускладнює тепловіддачу та посилює потовиділення перебування людини в умовах підвищеної відносної вологості. При низьких температурах спостерігається велика втрата тепла, що може призвести до переохолодження організму. При підвищеній вологості повітря та низькій температурі небезпека переохолодження та простудних захворювань значно підвищується. Крім того, втрата тепла організмом залежить від швидкості руху повітря та самого організму (їзда на відкритій машині, велосипеді тощо).

Електричне та магнітне поля атмосфери також впливають на людину. Наприклад, негативні електрочастки повітря позитивно діють на організм (знімають стомлюваність, підвищують працездатність), а позитивні іони, навпаки, пригнічують дихання тощо. . У чистому повітрі переважають легкі іони, а в міру його забруднення вони осідають на порошинках, крапельках води, переходячи у важкі. Тому повітря стає теплим, впертим і задушливим.

У повітрі містяться домішки різного походження: пил, дим, гази. Все це негативно позначається на здоров'ї людей, тварин та життєдіяльності рослин.

Крім пилу, у повітрі містяться і мікроорганізми - бактерії, суперечки, плісняві грибки та ін. Їх особливо багато в закритих приміщеннях.

Мікроклімат шкільних приміщень. Мікрокліматом називають сукупність фізико-хімічних та біологічних властивостей повітряного середовища. Для школи це середовище складають її приміщення, для міста - його територія і т. д. Гігієнічно нормальне повітря в школі - важлива умова успішності та працездатності учнів. За тривалого перебування у класі чи кабінеті 35-40 учнів повітря перестає відповідати гігієнічним вимогам. Змінюються його хімічний склад, фізичні властивості та бактеріальна забрудненість. Усі ці показники різко зростають до кінця уроків.

Непрямим показником забруднення повітря у закритих приміщеннях є вміст вуглекислого газу. Гранично допустима концентрація (ГДК) вуглекислого газу в шкільних приміщеннях становить 0,1%, але вже при меншій його концентрації (0,08%) у дітей молодшого віку спостерігається зниження рівня уваги та зосередженості.

Найбільш сприятливими умовами у класі є температура 16-18 ° C та відносна вологість 30-60 %. При цих нормах найдовше зберігається працездатність та гарне самопочуття учнів. При цьому різниця температури повітря по вертикалі та горизонталі класу не повинна перевищувати 2-3 °C, а швидкість руху повітря – 0,1-0,2 м/с.

У спортивному залі, рекреаційних приміщеннях, майстернях температура повітря має підтримуватись на рівні 14-15 °C. Розрахункові норми обсягу повітря на одного учня у класі (так званий повітряний куб) зазвичай не перевищують 4,5-6 куб. м. Але щоб у повітрі класу протягом уроку концентрація вуглекислого газу не перевищувала 0,1 %, дитині 10-12 років потрібно близько 16 куб. м повітря. У віці 14-16 років потреба у ньому збільшується до 25-26 куб. м. Ця величина названа обсягом вентиляції: що старший учень, то вона більша. Для забезпечення зазначеного обсягу необхідна триразова зміна повітря, що досягається вентиляцією (провітрюванням) приміщення.

природна вентиляція. Приплив зовнішнього повітря в приміщення через різницю температури і тиску через пори та щілини в будівельному матеріалі або через спеціально пророблені отвори називають природною вентиляцією. Для провітрювання класних кімнат за таким типом використовують кватирки та фрамуги. Останні мають перевагу перед кватирками, тому що зовнішнє повітря через відкриту фрамугу надходить спочатку вгору, до стелі, де зігрівається і опускається теплим вниз. При цьому люди, що знаходяться в приміщенні, не переохолоджуються і відчувають приплив свіжого повітря. Фрамуги можна залишати відкритими під час занять навіть узимку.

Площа відкритих кватирок або фрамуг не повинна бути меншою за 1/50 площі підлоги класу - це так званий коефіцієнт провітрювання. Провітрювання класних кімнат повинно проводитись регулярно після кожного уроку. Найбільш ефективним є наскрізне провітрювання, коли під час зміни одночасно відкриваються кватирки (або вікна) та двері класу. Наскрізне провітрювання дозволяє за 5 хв знизити концентрацію СО2 до норми, зменшити вологість, кількість мікроорганізмів та покращити іонний склад повітря. Однак при такому провітрюванні у приміщенні не повинно бути дітей.

Особлива увага приділяється провітрюванню кабінетів, хімічних, фізичних та біологічних лабораторій, де після проведення дослідів можуть залишатися отруйні гази та пари.

Штучна вентиляція. Це вентиляція припливна, витяжна та припливно-витяжна (змішана) з природним чи механічним спонуканням. Така вентиляція встановлюється найчастіше там, де необхідне видалення відпрацьованого повітря та газів, що утворюються під час проведення дослідів. Її називають примусовою вентиляцією, тому що повітря виводиться назовні за допомогою спеціальних витяжних каналів, які мають кілька отворів під стелею кімнати. Повітря з приміщень прямує на горище і трубами виводиться назовні, де для посилення струму повітря у витяжних каналах встановлюють теплові спонукачі руху повітря - дефлектори або електричні вентилятори. Влаштування цього виду вентиляції передбачається під час будівництва будівель.

Витяжна вентиляція особливо добре повинна діяти у вбиральнях, гардеробах, буфеті, щоб повітря та запахи цих приміщень не проникали до класів та інших основних та службових приміщень.

Тема 9. ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ХАРЧУВАННЯ

9.1. Будова травного каналу

Травний канал складається із системи органів, які виробляють механічну та хімічну обробку їжі та її всмоктування. У людини травний канал має вигляд трубки довжиною 8-10 м. Стінка травної трубки складається з трьох шарів: внутрішньої (слизової оболонки), середньої (м'язової оболонки) і зовнішньої (сполучно-тканинної, або серозної, оболонки). Гладка м'язова тканина середньої оболонки має два шари: внутрішній – круговий та зовнішній – поздовжній. У травному каналі розрізняють такі відділи:

а) ротова порожнина;

б) ковтка;

в) стравохід;

г) шлунок;

д) тонкий кишечник; в нього входять три переходять один в одного відділу: дванадцятипала кишка, худа кишка і клубова кишка;

е) товстий кишечник - утворений сліпою кишкою, частинами ободової кишки (висхідною, поперечною, низхідною та сигмоподібною кишками) та прямою кишкою.

До порожнини травного каналу надходять травні соки, що утворюються залозами. Частина залоз розташована в самому травному каналі; великі залози знаходяться поза ним, і травні соки, що виробляються ними, потрапляють у його порожнину по вивідних протоках.

Перетравлення їжі починається в ротовій порожнині, де відбувається механічне роздроблення та подрібнення їжі при її пережовуванні. У ротовій порожнині поміщаються язик та зуби. Мова - рухливий м'язовий орган, покритий слизовою оболонкою, багато з судинами і нервами.

Мова пересуває їжу в процесі жування, служить органом смаку та мови.

Зуби подрібнюють їжу; крім того, вони беруть участь у формуванні звуків мови. За функцією та формою розрізняють різці, ікла, малі та великі корінні зуби. У дорослої людини 32 зуби: у кожній половині верхньої та нижньої щелеп розвиваються 2 різці, 1 ікло, 2 малих корінних та 3 великі корінні зуби.

Зуби закладаються ще в утробному періоді та розвиваються в товщі щелепи. У дитини на 6-8 місяці життя починають прорізуватись молочні, або тимчасові, зуби. Зуби можуть з'являтися раніше чи пізніше, залежно від індивідуальних особливостей розвитку. Найчастіше першими прорізуються середні різці нижньої щелепи, потім з'являються верхні середні та верхні бічні; наприкінці першого року зазвичай прорізуються 8 молочних зубів. Протягом другого року життя, котрий іноді на початку третього закінчується прорізування всіх 20 молочних зубів.

У 6-7 років молочні зуби починають випадати, і зміну їм поступово ростуть постійні зуби. Перед зміною коріння молочних зубів розсмоктується, після чого зуби випадають. Малі корінні та треті великі корінні, або зуби мудрості, виростають без молочних попередників. Прорізування постійної зміни зубів закінчується до 14-15 років. Виняток становлять зуби мудрості, поява яких часом затримується до 25-30 років; у 15% випадків вони відсутні на верхній щелепі взагалі. Причиною зміни зубів є зростання щелеп.

Подрібнена механічно їжа в ротовій порожнині змішується зі слиною. У ротову порожнину відкриваються протоки трьох пар великих слинних залоз: привушні, піднижньощелепні та під'язичні. Крім того, майже по всій слизовій оболонці ротової порожнини та язика розташовані дрібні слинні залозки. Інтенсивне слиновиділення починається з появою молочних зубів.

У слині міститься фермент амілаза, що розщеплює полісахариди до декстринів, а потім до мальтази та глюкози. Білок слини муцин робить слину клейкою. Завдяки муцину просочена слиною їжа легше ковтається. У складі слини є речовина білкової природи - лізоцим, що має бактерицидну дію.

З віком кількість слини, що відокремлюється, збільшується; найбільш значні стрибки відзначаються у дітей від 9 до 12 місяців та від 9 до 11 років. Усього на добу у дітей відокремлюється до 800 куб. см слини.

Стравохід. Їжа, подрібнена в ротовій порожнині і просочена слиною, сформована в харчові грудки, через зів надходить у горлянку, а з неї - в стравохід. Стравохід - м'язова трубка довжиною у дорослої людини близько 25 см. Внутрішня оболонка стравоходу - слизова, покрита багатошаровим плоским епітелієм з ознаками зроговіння у верхніх шарах. Епітелій захищає стравохід при русі по ньому грубої харчової грудки. Слизова оболонка утворює глибокі поздовжні складки, що дозволяє стравоходу сильно розширюватися при проходженні харчової грудки.

У дітей слизова оболонка стравоходу ніжна, легко-травмована грубою їжею, багата на кровоносні судини. Довжина стравоходу у новонароджених – близько 10 см, у віці 5 років – 16 см, у 15 років – 19 см.

9.2. Процес травлення

Особливості травлення у шлунку. Шлунок – найбільш розширена частина травної системи. Він має вигляд вигнутого мішка, що містить до 2 л їжі.

Розташований шлунок у черевній порожнині асиметрично: більша його частина знаходиться зліва, а менша – праворуч від серединної площини тіла. Випуклий нижній край шлунка – велика кривизна, короткий увігнутий край – мала кривизна. У шлунку розрізняють вхід (кардіальна частина), дно (фундальна частина) і вихід (пілоричний, або воротар, частина). Брамник відкривається в дванадцятипалу кишку.

Зсередини шлунок вистелений слизовою оболонкою, що утворює безліч складок. У товщі слизової оболонки є залози, які виробляють шлунковий сік. Розрізняють три типи клітин шлункових залоз: головні (виробляють ферменти шлункового соку), обкладаючі (виробляють соляну кислоту), додаткові (виробляють слиз).

Шлунковий сік людини - безбарвна рідина кислої реакції, до складу якої входять соляна кислота (0,5%), ферменти, мінеральні речовини та слизу. Останні оберігають слизову оболонку шлунка від механічних та хімічних ушкоджень. Соляна кислота вбиває бактерії, що потрапляють у шлунок, розм'якшує волокнисту їжу, викликає набухання білків та сприяє активуванню травного ферменту пепсину. За добу у дорослої людини відокремлюється 1,2-2 л шлункового соку.

До складу шлункового соку входять два ферменти - пепсин та хімозин. Пепсин виробляється шлунковими залозами в неактивній формі та активізується лише у кислотному середовищі шлунка. Пепсин розщеплює білки до альбумозу та пептонів. Хімозин, або сичужний фермент, спричиняє створення молока в шлунку. Виявити хімозин у шлунковому соку дітей особливо просто у період молочного вигодовування. У старших дітей створаження відбувається під впливом пепсину та соляної кислоти шлункового соку. Також у шлунковому соку міститься фермент ліпаза, який розщеплює жири до гліцерину та жирних кислот. Шлункова ліпаза діє на жири, що перебувають у стані емульсії (жири молока).

У шлунку їжа затримується від 4 до 11 год і піддається як хімічної обробці з допомогою шлункового соку, а й механічному впливу. У товщі стінок шлунка знаходиться потужний м'язовий шар, що складається з гладких м'язів, м'язові волокна якого йдуть у поздовжньому, косому та круговому напрямках. Скорочення м'язів шлунка сприяють кращому перемішування їжі з травним соком, а також пересування їжі зі шлунка в кишечник.

Шлунок грудних дітей має скоріше горизонтальне положення і розташований майже весь у лівому підребер'ї. Тільки коли дитина починає стояти і ходити, її шлунок займає вертикальніше положення.

З віком змінюється форма шлунка. У дітей віком до 1,5 років вона округла, до 2-3 років - грушоподібна, до 7 років шлунок має форму, як у дорослих.

Місткість шлунка збільшується із віком. Якщо у новонародженого вона становить 30-35 мл, то до кінця першого року життя збільшується у 10 разів. У 10-12 років місткість шлунка сягає 1,5 л.

М'язовий шар шлунка у дітей розвинений слабо, особливо в ділянці дна. У новонароджених залозистий епітелій шлунка слабо диференційований, головні клітини ще не дозріли. Диференціювання клітин залоз шлунка у дітей завершується до семи років, але повного розвитку вони досягають лише до кінця пубертатного періоду.

Загальна кислотність шлункового соку в дітей віком після народження пов'язані з наявністю у його складі молочної кислоти.

Функція синтезу соляної кислоти розвивається у період від 2,5 до 4 років. У віці від 4 до 7 років загальна кислотність шлункового соку в середньому становить 35,4 одиниці, у дітей віком від 7 до 12 років вона дорівнює 63. Відносно низький вміст соляної кислоти у шлунковому соку дітей 4-6 років веде до зниження його протимікробних властивостей, що проявляється у схильності дітей до шлунково-кишкових захворювань.

У новонародженої дитини у складі шлункового соку можна виділити такі ферменти та речовини: пепсин, хімозин, ліпазу, молочну кислоту та пов'язану соляну кислоту. Пепсин через низьку кислотність шлункового соку здатний розщеплювати лише білки, що входять до складу молока. Активність ферменту хімозину до кінця першого року життя підвищується до 256-512 одиниць, хоча в перший місяць життя дитини вона становила лише 16-32 одиниці. фермент ліпазу, що знаходиться у складі шлункового соку грудних дітей, розщеплює до 25 % жиру молока. Однак слід враховувати той факт, що жир материнського молока розщеплюється не лише шлунковою ліпазою, а й ліпазою материнського молока. Це позначається на швидкості розщеплення жирів у шлунку дітей, які вигодовуються штучно. У них молочні жири розщеплюються завжди повільніше, ніж при грудному вигодовуванні. У коров'ячому молоці ліпази мало. У міру дорослішання дитини активність ліпази збільшується з 10-12 до 35-40 одиниць.

Кількість шлункового соку, його кислотність і сила, що перетравлює так само, як і у дорослої людини, залежать від їжі. Наприклад, при харчуванні жіночим молоком виділяється шлунковий сік з низькою кислотністю і силою, що перетравлює; у міру становлення шлункової секреції найбільш кислий сік відокремлюється на м'ясо, потім на хліб і найменшою кислотністю відрізняється сік на молоко.

Секреторну активність залоз шлунка регулює блукаючий нерв. Шлунковий сік виділяється не тільки при подразненні рецепторів ротової порожнини, а й на запах, вид їжі. Також він виділяється на час прийому їжі.

У немовляти шлунок звільняється від їжі при грудному вигодовуванні через 2,5-3 год, при харчуванні коров'ячим молоком - через 3-4 год, їжа, що містить значну кількість білків і жирів, затримується в шлунку 4,5-6,5 год.

Травлення в кишечнику. Вміст шлунка у вигляді харчової кашки, просоченої кислим шлунковим соком, що частково перетравлюється м'язовими скороченнями його стінок, переміщається до вихідної його частини (пілоричного відділу) і дозовано проходить зі шлунка в початковий відділ тонкого кишечника - дванадцятипалу кишку. Всередину дванадцятипалої кишки відкривається загальна жовчна протока печінки і протока підшлункової залози.

У дванадцятипалій кишці відбувається найбільш інтенсивне та повне перетравлення харчової кашки. Під дією соку підшлункової залози, жовчі та кишкового соку білки, жири та вуглеводи перетравлюються так, що стають легкодоступними для всмоктування та засвоєння організмом.

Чистий підшлунковий сік – безбарвна, прозора рідина лужної реакції. Кишковий сік містить фермент трипсин, що розщеплює білкові речовини до амінокислот. Трипсин виробляється клітинами залози у неактивній формі та активується кишковим соком. Фермент ліпазу, що міститься в кишковому соку, активується жовчю і, діючи на жири, перетворює їх на гліцерин та жирні кислоти. Ферменти амілазу та мальтазу перетворюють складні вуглеводи на моносахариди типу глюкози. Відділення підшлункового соку триває 6-14 год і залежить від складу та властивостей прийнятої їжі.

У дванадцятипалу кишку надходить жовч, що виробляється клітинами печінки. І хоча жовч не містить у своєму складі ферментів, її роль у травленні величезна. Жовч переводить в активний стан ліпазу, що виробляється клітинами підшлункової залози; емульгує жири, перетворюючи їх на завись дрібних крапельок (емульговані жири легше перетравлюються). Крім того, жовч активно впливає на процеси всмоктування у тонкій кишці та сприяє посиленню відділення соку підшлункової залози.

Дванадцятипала кишка триває в худий відділ тонкого кишечника, а останній - в здухвинну кишку. Довжина тонкої кишки у дорослої людини - 5-6 м. Внутрішня оболонка тонкої кишки слизова і має безліч виростів, або ворсинок (близько 4 млн. у дорослої людини). Ворсинки значно збільшують всмоктувальну поверхню тонкого кишечника. Крім трипсину і ліпазу, у складі кишкового соку присутній понад 20 ферментів, що надають каталітичну дію на розщеплення харчових речовин.

У стінках тонкого кишечника є поздовжні та кільцеві м'язи, скорочення яких викликають маятникоподібні та перистальтичні рухи, що покращує контакт харчової кашки з травними соками та сприяє переміщенню вмісту тонкої кишки в товсту кишку.

Довжина товстої кишки – 1,5-2 м. Це найширший відділ кишечника. У товстій кишці розрізняють сліпу кишку з червоподібним відростком (апендикс), ободову кишку і пряму кишку.

У товстій кишці ферментативна обробка їжі дуже незначна. Тут відбувається процес інтенсивного всмоктування води, у результаті в кінцевих її відділах формується кал, який виводиться з організму. У товстій кишці мешкають численні симбіотичні бактерії. Одні з них розщеплюють рослинну клітковину, тому що травні соки людини не містять ферментів для її перетравлення. Інші бактерії синтезують вітамін К та деякі вітаміни групи В, які потім всмоктуються організмом людини.

У дорослих кишечник відносно коротший, ніж у дітей: довжина кишечника у дорослої людини перевищує довжину його тіла в 4-5 разів, у немовляти - в 6 разів. Особливо інтенсивно кишечник росте в довжину від 1 до 3 років через переход від молочної їжі до змішаної та від 10 до 15 років.

М'язовий шар кишечника та його еластичні волокна розвинені в дітей віком слабше, ніж в дорослих. У зв'язку з цим перистальтичні рухи у дітей відбуваються слабкіше. Травні соки кишечника вже в перші дні життя дитини містять усі основні ферменти, що забезпечують процес травлення.

Зростання та розвиток підшлункової залози триває до 11 років, найбільш інтенсивно вона зростає у віці від 6 місяців до 2 років.

Печінка у дітей відносно більша, ніж у дорослих. У 8-10 місяців її маса подвоюється. Особливо інтенсивно печінка зростає у 14-15 років, досягаючи маси 1300-1400 р. Жовчовиділення відзначається вже у тримісячного плоду. З віком жовчовиділення посилюється.

Тема 10. ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ОБМІНУ РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ

10.1. Характеристика обмінних процесів

Обмін речовин та енергії – основа процесів життєдіяльності організму. У людини, у його органах, тканинах, клітинах йде безперервний процес синтезу, т. е. утворення складних речовин із простіших. Одночасно з цим відбувається розпад, окислення складних органічних речовин, що входять до складу клітин організму.

Робота організму супроводжується безперервним оновленням: одні клітини гинуть, інші їх замінюють. У дорослої людини протягом доби гине і замінюється 1/20 частина клітин шкірного епітелію, половина всіх клітин епітелію травного тракту, близько 25 г крові тощо. Поживні речовини є саме тим будівельним та пластичним матеріалом, з якого будується організм.

Для безперервного оновлення, побудови нових клітин організму, роботи його органів та систем - серця, шлунково-кишкового тракту, дихального апарату, нирок та іншого, для здійснення людиною роботи потрібна енергія. Цю енергію людина отримує при розпаді та окисленні у процесі обміну речовин. Отже, поживні речовини, які у організм, служать як пластичним будівельним матеріалом, а й джерелом енергії, яка потрібна на нормальної життєдіяльності організму.

Таким чином, під обміном речовин розуміють сукупність змін, які зазнають речовини від моменту їх надходження до травного тракту і до утворення кінцевих продуктів розпаду, що виділяються з організму.

Анаболізм та катаболізм. Обмін речовин або метаболізм є тонко узгодженим процесом взаємодії двох взаємно протилежних процесів, що протікають у певній послідовності. Анаболізм називають сукупність реакцій біологічного синтезу, що вимагають витрат енергії. До анаболічних процесів належать біологічний синтез білків, жирів, ліпоїдів, нуклеїнових кислот. За рахунок цих реакцій прості речовини, надходячи до клітин, за участю ферментів вступають у реакції обміну речовин і стають речовинами самого організму. Анаболізм створює основу для безперервного оновлення структур, що зносилися.

Енергія для анаболічних процесів поставляється реакціями катаболізму, у яких відбувається розщеплення молекул складних органічних речовин із визволенням енергії. Кінцевими продуктами катаболізму є вода, вуглекислий газ, аміак, сечовина, сечова кислота та ін. Ці речовини недоступні для подальшого біологічного окиснення в клітині та видаляються з організму.

Процеси анаболізму та катаболізму нерозривно пов'язані. Катаболічні процеси постачають для анаболізму енергію та вихідні речовини. Анаболічні процеси забезпечують побудову структур, що йдуть на відновлення клітин, що відмирають, формування нових тканин у зв'язку з процесами росту організму; забезпечують синтез гормонів, ферментів та інших сполук, необхідні життєдіяльності клітини; постачають для реакцій катаболізму, що підлягають розщепленню макромолекули.

Усі процеси метаболізму каталізуються та регулюються ферментами. Ферменти є біологічними каталізаторами, які "запускають" реакції у клітинах організму.

Перетворення речовин. Хімічні перетворення харчових речовин починаються в травному тракті, де складні речовини їжі розщеплюються до простіших (найчастіше мономерів), здатних всмоктатися в кров або лімфу. Речовини, що надійшли в результаті всмоктування в кров або лімфу, приносяться в клітини, де зазнають головних змін. Складні органічні сполуки, що утворилися з простих речовин, що надійшли, входять до складу клітин і беруть участь у здійсненні їх функцій. Перетворення речовин, що відбуваються усередині клітин, становлять істоту внутрішньоклітинного обміну. Вирішальна роль у внутрішньоклітинному обміні належить численним ферментам клітин, які розривають внутрішньомолекулярні хімічні зв'язки з вивільненням енергії.

Головне значення в енергетичному обміні мають реакції окислення та відновлення. За участю спеціальних ферментів здійснюються також інші типи хімічних реакцій, наприклад реакції перенесення залишку фосфорної кислоти (фосфорилювання), аміногрупи NH2 (переамінування), групи метилу СН3 (трансметилювання) та ін. на підтримку життєдіяльності організму.

Кінцеві продукти внутрішньоклітинного обміну частково йдуть на побудову нових речовин клітини, речовини, що не використовуються клітиною, видаляються з організму в результаті діяльності органів виділення.

АТФ. Основною акумулюючою та переносною енергією речовиною, що використовується при синтетичних процесах як клітини, так і всього організму, є аденозинтрифосфорна кислота, або аденозинтрифосфат (АТФ). До складу молекули АТФ входять азотна основа (аденін), цукор (рибоза) і фосфорна кислота (три залишки фосфорної кислоти). Під впливом ферменту АТФази в молекулі АТФ розриваються зв'язки між фосфором та киснем та приєднується молекула води. Це супроводжується відщепленням молекули фосфорної кислоти. Відщеплення кожної із двох кінцевих фосфатних груп у молекулі АТФ протікає з виділенням великих кількостей енергії. Внаслідок цього два кінцеві фосфатні зв'язки в молекулі АТФ отримали назву багатих на енергію зв'язків, або макроергічних.

10.2. Основні форми обміну речовин в організмі

Обмін білків. Роль білків в обміні речовин. Білки обміну речовин займають особливе місце. Вони входять до складу цитоплазми, гемоглобіну, плазми крові, багатьох гормонів, імунних тіл, підтримують сталість водно-сольового середовища організму, забезпечують його зростання. Ферменти, які обов'язково беруть участь у всіх етапах обміну речовин, є білками.

Біологічна цінність білків їжі. Амінокислоти, що йдуть на побудову білків організму, нерівноцінні. Деякі амінокислоти (лейцин, метіонін, фенілаланін та ін) незамінні для організму. Якщо в їжі відсутня незамінна амінокислота, синтез білків в організмі різко порушується. Амінокислоти, які можуть бути замінені іншими або синтезовані в організмі в процесі обміну речовин, називаються замінними.

Білки їжі, що містять весь необхідний набір амінокислот для нормального синтезу організму, називають повноцінними. До них відносять переважно тваринні білки. Білки їжі, які містять всіх необхідних синтезу білка організму амінокислот, називають неповноцінними (наприклад, желатин, білок кукурудзи, білок пшениці). Найбільш висока біологічна цінність у білків яєць, м'яса, молока, риби. При змішаному харчуванні, як у їжі є продукти тваринного і рослинного походження, в організм зазвичай доставляється необхідний синтезу білків набір амінокислот.

Особливо важливо надходження всіх незамінних амінокислот для організму, що росте. Наприклад, відсутність їжі амінокислоти лізину призводить до затримки зростання дитини, до виснаження його м'язової системи. Нестача валіну спричиняє розлад вестибулярного апарату у дітей.

З поживних речовин лише до складу білків входить азот, тому про кількісний бік білкового харчування можна судити з азотистого балансу. Азотистий баланс - це співвідношення кількості азоту, що надійшов протягом доби з їжею, та азоту, виділеного за добу з організму із сечею, калом. У середньому білку міститься 16 % азоту, т. е. 1 р азоту міститься у 6,25 р білка. Помножуючи величину засвоєного азоту на 6,25 можна визначити кількість отриманого організмом білка.

У дорослої людини зазвичай спостерігається азотна рівновага - кількості введеного з їжею азоту і виведеного з продуктами виділення збігаються. Коли азоту з їжею надходить в організм більше, ніж його виводиться з організму, говорять про позитивний азотистий баланс. Такий баланс спостерігається у дітей через збільшення маси тіла при зростанні під час вагітності при великих фізичних навантаженнях. Негативний баланс характеризується тим, що кількість введеного азоту менша від виведеного. Він може бути при білковому голодуванні, тяжких хворобах.

Розпад білків в організмі. Ті амінокислоти, які пішли на синтез специфічних білків, піддаються перетворенням, під час яких звільняються азотисті сполуки. Азот відщеплюється від амінокислоти у вигляді аміаку (NH3) або у вигляді аміногрупи NH2. Аміногрупа, відщепившись від однієї амінокислоти, може переноситися на іншу, завдяки чому будуються амінокислоти, що відсутні. Ці процеси йдуть переважно у печінці, м'язах, нирках. Безазотистий залишок амінокислоти піддається подальшим перетворенням з утворенням вуглекислого газу та води.

Аміак, що утворився при розпаді білків в організмі (речовина отруйна), знешкоджується в печінці, де перетворюється на сечовину; остання у складі сечі виводиться з організму.

Кінцеві продукти розпаду білків в організмі – це не тільки сечовина, а й сечова кислота та інші азотисті речовини. Вони виводяться з організму із сечею і потім.

Особливості білкового обміну у дітей. В організмі дитини йдуть інтенсивно процеси росту та формування нових клітин та тканин. Потреба в білку дитячого організму більша, ніж дорослої людини. Чим інтенсивніше йдуть процеси зростання, тим більша потреба у білку.

У дітей спостерігається позитивний азотистий баланс, коли кількість азоту, що вводиться з білковою їжею, перевищує кількість азоту, що виводиться із сечею, що забезпечує потребу зростаючого організму в білку. Добова потреба у білку на 1 кг маси тіла у дитини на першому році життя становить 4-5 г, від 1 до 3 років – 4-4,5 г, від 6 до 10 років – 2,5-3 г, старше 12 років - 2-2,5 г, у дорослих - 1,5-1,8 г. Звідси випливає, що залежно від віку та маси тіла діти від 1 до 4 років повинні отримувати 30-50 г білка на добу, від 4 до 7 років – близько 70 г, з 7 років – 75-80 г. При цих показниках азот максимально затримується в організмі. Білки не відкладаються в організмі про запас, тому якщо давати їх з їжею більше, ніж це потрібно організму, збільшення затримки азоту і наростання синтезу білка не відбудеться. Занадто низька кількість білка в їжі викликає у дитини погіршення апетиту, порушує кислотно-лужну рівновагу, посилює виведення азоту із сечею та калом. Дитині потрібно давати оптимальну кількість білка з набором усіх необхідних амінокислот, при цьому важливо, щоб співвідношення кількості білків, жирів та вуглеводів у їжі дитини було 1:1:3; за цих умов азот максимально затримується в організмі.

У перші дні після народження азот становить 6-7% добової кількості сечі. З віком відносний вміст його у сечі зменшується.

Обмін жирів. Значення жирів в організмі. Той, що надійшов з їжею, в травному тракті розщеплюється на гліцерин і жирні кислоти, які всмоктуються в основному в лімфу і лише частково в кров. Через лімфатичну та кровоносну системи жири надходять у жирову тканину. Багато жиру в підшкірній клітковині, навколо деяких внутрішніх органів (наприклад, нирок), а також у печінці та м'язах. Жири входять до складу клітин (цитоплазма, ядро, клітинні мембрани), їх кількість постійно. Скупчення жиру можуть виконувати інші функції. Наприклад, підшкірний жир перешкоджає посиленій віддачі тепла, навколонирковий жир оберігає нирку від забитих місць і т.д.

Жир використовується організмом як багате джерело енергії. При розпаді 1 г жиру в організмі звільняється енергії вдвічі більше, ніж при розпаді такої ж кількості білків або вуглеводів. Нестача жирів у їжі порушує діяльність центральної нервової системи та органів розмноження, знижує витривалість до різних захворювань.

Жир синтезується в організмі не тільки з гліцерину та жирних кислот, але й із продуктів обміну білків та вуглеводів. Деякі ненасичені жирні кислоти, необхідні організму (лінолева, ліноленова і арахідонова), повинні надходити в організм у готовому вигляді, оскільки він не здатний самостійно їх синтезувати. Головним джерелом ненасичених жирних кислот є рослинні олії. Найбільше їх у лляній та конопляній олії, але багато лінолевої кислоти та в соняшниковій олії.

З жирами в організм надходять розчинні в них вітаміни (A, D, Е та ін), що мають для людини життєво важливе значення.

На 1 кг маси дорослої людини на добу має надходити з їжею 1,25 г жирів (80-100 г на добу).

Кінцеві продукти обміну жирів – вуглекислий газ та вода.

Особливості обміну жирів у дітей. В організмі дитини з першого півріччя життя за рахунок жирів покривається приблизно на 50% потреба в енергії. Без жирів неможливе вироблення загального та специфічного імунітету. Обмін жирів у дітей нестійкий, при нестачі їжі вуглеводів або при посиленому їх витраті швидко виснажуються депо жиру.

Всмоктування жирів у дітей відбувається інтенсивно. При грудному вигодовуванні засвоюється до 90% жирів молока, при штучному - 85-90%. У дорослих дітей жири засвоюються на 95-97%.

Для більш повноцінного використання жиру в їжі дітей обов'язково повинні бути присутніми вуглеводи, тому що при їх нестачі в харчуванні відбувається неповне окислення жирів і в крові накопичуються кислі продукти обміну.

Потреба організму в жирах на 1 кг маси тіла тим вища, що менше вік дитини. З віком збільшується абсолютна кількість жиру, необхідне нормального розвитку дітей. Від 1 до 3 років добова потреба у жирі становить 32,7 г, від 4 до 7 років – 39,2 г, від 8 до 13 років – 38,4 г.

Обмін вуглеводів. Роль вуглеводів в організмі. Протягом життя людина з'їдає близько 10 т вуглеводів. Вони надходять в організм головним чином у вигляді крохмалю. Розщепившись у травному тракті до глюкози, вуглеводи всмоктуються в кров та засвоюються клітинами. Особливо багата на вуглеводи рослинна їжа: хліб, крупи, овочі, фрукти. Продукти тваринного походження (крім молока) містять мало вуглеводів.

Вуглеводи – головне джерело енергії, особливо при посиленій м'язовій роботі. У дорослих людей більше половини енергії організм одержує за рахунок вуглеводів. Розпад вуглеводів зі звільненням енергії може йти як у безкисневих умовах, і у присутності кисню. Кінцеві продукти обміну вуглеводів - вуглекислий газ та вода. Вуглеводи мають здатність швидко розпадатися і окислюватися. При сильній втомі, при великих фізичних навантаженнях прийом кількох грамів цукру покращує стан організму.

У крові кількість глюкози підтримується на відносно незмінному рівні (близько 110 мг%). Зменшення вмісту глюкози спричиняє зниження температури тіла, розлад діяльності нервової системи, стомлення. Печінка відіграє велику роль у підтримці постійного рівня цукру на крові. Підвищення кількості глюкози викликає її відкладення у печінці як запасного тваринного крохмалю - глікогену, який мобілізується печінкою при зниженні вмісту цукру на крові. Глікоген утворюється у печінці, а й у м'язах, де може накопичуватися до 1-2 %. Запаси глікогену в печінці досягають 150 г. При голодуванні та м'язовій роботі ці запаси виснажуються.

Якщо вміст глюкози в крові збільшується до 0,17%, вона починає виводитися з організму з сечею; як правило, це відбувається при вживанні з їжею великої кількості вуглеводів. Це ще один механізм регулювання концентрації цукру у крові.

Однак у крові може спостерігатися стійке підвищення вмісту цукру. Це відбувається за порушення функції залоз внутрішньої секреції. Порушення функціонування підшлункової залози призводить до розвитку цукрового діабету. При цьому захворюванні втрачається здатність тканин організму засвоювати цукор, а також перетворювати його на глікоген і відкладати в печінці. Тому рівень цукру в крові постійно підвищений, що призводить до посиленого виділення його із сечею.

Значення глюкози для організму не вичерпується її як джерела енергії. Вона входить до складу цитоплазми і тому необхідна освіти нових клітин, особливо у період зростання. Входять вуглеводи та до складу нуклеїнових кислот.

Вуглеводи мають важливе значення і в обміні речовин у центральній нервовій системі. При різкому зниженні кількості цукру на крові відзначаються різкі розлади діяльності нервової системи. Настають судоми, марення, непритомність, зміна діяльності серця. Якщо такій людині ввести в кров глюкозу або дати з'їсти звичайний цукор, через деякий час ці важкі симптоми зникають.

Повністю цукор із крові не зникає навіть за відсутності їх у їжі, оскільки у організмі вуглеводи можуть утворюватися з білків і жирів.

Потреба глюкозі різних органів неоднакова. Мозок затримує до 12% глюкози, кишечник - 9%, м'язи - 7%, нирки - 5%. Селезінка та легені майже зовсім її не затримують.

Обмін вуглеводів у дітей. У дітей обмін вуглеводів відбувається з великою інтенсивністю, що пояснюється високим рівнем обміну речовин у дитячому організмі. Вуглеводи в дитячому організмі є не тільки основним джерелом енергії, але й виконують важливу пластичну роль при формуванні клітинних оболонок, речовини сполучної тканини. Беруть участь вуглеводи та в окисленні кислих продуктів білкового та жирового обміну, чим сприяють підтримці кислотно-лужної рівноваги в організмі.

Інтенсивне зростання дитячого організму потребує значних кількостей пластичного матеріалу - білків та жирів, тому утворення вуглеводів у дітей з білків та жирів обмежене. Добова потреба у вуглеводах у дітей висока і становить грудному віці 10-12 г на 1 кг маси тіла. У наступні роки потрібна кількість вуглеводів коливається від 8-9 до 12-15 г на 1 кг маси. Дитині віком від 1 до 3 років потрібно давати з їжею на добу в середньому 193 г вуглеводів, від 4 до 7 років – 287 г, від 9 до 13 років – 370 г, від 14 до 17 років – 470 г, дорослому – 500 м.

Засвоюються вуглеводи дитячим організмом краще, ніж дорослим (у немовлят - на 98-99%). Взагалі, діти відрізняються відносно більшою витривалістю до підвищеного вмісту цукру в крові, ніж дорослі. У дорослих глюкоза з'являється у сечі, якщо її надходить 2,5-3 г на 1 кг маси тіла, а у дітей це відбувається лише при надходженні 8-12 г глюкози на 1 кг маси тіла. Прийом незначних кількостей вуглеводів з їжею може викликати у дітей збільшення цукру в крові вдвічі, але вже через 1 годину вміст цукру в крові починає знижуватися і через 2 години повністю нормалізується.

Водний та мінеральний обмін. Вітаміни. Значення води та мінеральних солей. Всі перетворення речовин в організмі відбуваються у водному середовищі. Вода розчиняє харчові речовини, що надійшли до організму, транспортує розчинені речовини. Разом з мінеральними речовинами вона бере участь у побудові клітин та у багатьох реакціях обміну. Вода бере участь у регуляції температури тіла: випаровуючись, вона охолоджує тіло, оберігаючи його від перегріву.

Вода та мінеральні солі створюють в основному внутрішнє середовище організму, будучи основною складовою плазми крові, лімфи та тканинної рідини. Деякі солі, розчинені у рідкій частині крові, беруть участь у перенесенні газів кров'ю.

Вода та мінеральні солі входять до складу травних соків, що визначає їх значення для процесів травлення. І хоча ні вода, ні мінеральні солі не є джерелами енергії в організмі, нормальне надходження та виведення їх з організму є умовою його нормальної діяльності. Вода в дорослої людини становить приблизно 65 % маси тіла, в дітей віком - близько 80 %.

Втрата організмом води призводить до дуже тяжких порушень. Наприклад, при розладі травлення у немовлят велику небезпеку становить зневоднення організму, це спричиняє судоми, втрату свідомості. Позбавлення людини води кілька днів смертельно.

Водний обмін. Поповнення тіла водою відбувається постійно за рахунок всмоктування її із травного тракту. Людині на добу потрібно 2-2,5 л води за нормального харчового режиму та нормальної температури навколишнього середовища. Ця кількість води надходить із таких джерел: води, що споживається при питві (близько 1 л); води, що міститься в їжі (близько 1 л); води, що утворюється в організмі при обміні білків, жирів та вуглеводів (300-350 куб. см).

Основні органи, що видаляють воду з організму, - нирки, потові залози, легені та кишечник. Нирками на добу з організму видаляється 1,2-1,5 л води у складі сечі. Потовими залозами через шкіру як поту видаляється 500-700 куб. см води на добу. При нормальній температурі та вологості повітря на 1 кв. см шкірного покриву кожні 10 хв. виділяється близько 1 мг води. Легкими у вигляді водяної пари виводиться 350 куб. см води; ця кількість різко зростає при поглибленні та почастішанні дихання, і за добу тоді може виділитися 700-800 куб. см води. Через кишечник з фекаліями виводиться на добу 100-150 куб. см води; при розладі діяльності кишківника може виводитися більша кількість води, що призводить до збіднення організму водою.

Для нормальної діяльності організму важливо, щоб надходження води до організму повністю покривало її витрату. Якщо води виводиться з організму більше, ніж надходить до нього, виникає відчуття спраги. Відношення кількості спожитої води до кількості виділеної становить водний баланс.

В організмі дитини переважає позаклітинна вода, це зумовлює велику гідролабільність дітей, тобто здатність швидко втрачати та швидко накопичувати воду. Потреба у воді на 1 кг маси тіла із віком зменшується, а абсолютна її кількість зростає. Тримісячній дитині потрібно 150-170 г води на 1 кг маси, 2 роки - 95 г, 12-13 років - 45 г. Добова потреба у воді у однорічної дитини 800 мл, 4 роки - 950-1000 мл, -5 років – 6 мл, у 1200-7 років – 10 мл, в 1350-11 років – 14 мл.

Значення мінеральних солей у процесі зростання та розвитку дитини. З наявністю мінеральних речовин пов'язане явище збудливості та провідності у нервовій системі. Мінеральні солі забезпечують низку життєво важливих функцій організму, таких як ріст та розвиток кісток, нервових елементів, м'язів; визначають реакцію крові (рН), сприяють нормальній діяльності серця та нервової системи; використовуються для утворення гемоглобіну (залізо), соляної кислоти шлункового соку (хлор); підтримують певний осмотичний тиск.

У новонародженого мінеральні речовини становлять 2,55% маси тіла, у дорослого - 5%. При змішаному харчуванні доросла людина отримує всі необхідні йому мінеральні речовини в достатній кількості з їжею, і тільки кухонну сіль додають до їжі людини при її кулінарній обробці. Зростаючий дитячий організм особливо потребує додаткового надходження багатьох мінеральних речовин.

Мінеральні речовини впливають на розвиток дитини. З кальцієвим та фосфорним обміном пов'язані зростання кісток, терміни окостеніння хрящів та стан окисних процесів в організмі. Кальцій впливає на збудливість нервової системи, скоротливість м'язів, згортання крові, білковий та жировий обмін в організмі. Фосфор потрібен як зростання кісткової тканини, але й нормального функціонування нервової системи, більшості залозистих та інших органів. Залізо входить до складу гемоглобіну крові.

Найбільша потреба у кальції відзначається на першому році життя дитини; у цьому віці вона у вісім разів більша, ніж на другому році життя, і в 13 разів більша, ніж на третьому році; потім потреба в кальції знижується, дещо підвищуючись у період статевого дозрівання. У школярів добова потреба у кальції – 0,68-2,36 г, у фосфорі – 1,5-4,0 г. Оптимальне співвідношення між концентрацією солей кальцію та фосфору для дітей дошкільного віку становить 1:1, у віці 8-10 років – 1:1,5, у підлітків та старших школярів – 1:2. За таких відносин розвиток скелета протікає нормально. У молоці є ідеальне співвідношення солей кальцію та фосфору, тому включення молока до раціону харчування дітей обов'язково.

Потреба у залозі в дітей віком вища, ніж в дорослих: 1-1,2 мг на 1 кг маси на добу (у дорослих - 0,9 мг). Натрію діти повинні отримувати 25-40 мг на добу, калію – 12-30 мг, хлору – 12-15 мг.

Вітаміни. Це органічні сполуки, необхідні для нормального функціонування організму. Вітаміни входять до складу багатьох ферментів, що пояснює важливу роль вітамінів в обміні речовин. Вітаміни сприяють дії гормонів, підвищенню опірності організму до несприятливих впливів зовнішнього середовища (інфекцій, дії високої та низької температури тощо). Вони необхідні для стимулювання зростання, відновлення тканин та клітин після травм та операцій.

На відміну від ферментів та гормонів більшість вітамінів не утворюються в організмі людини. Головним їх джерелом є овочі, фрукти та ягоди. Містяться вітаміни також у молоці, м'ясі, рибі. Вітаміни потрібні в дуже невеликих кількостях, але їх нестача або відсутність їжі порушує утворення відповідних ферментів, що призводить до захворювань - авітамінозів.

Усі вітаміни ділять на дві великі групи:

а) розчинні у воді;

б) розчинні у жирах. До водорозчинних вітамінів відносять групу вітамінів В, вітаміни С і Р. До жиророзчинних вітамінів - вітаміни А1 і А2, D, Е, К.

Вітамін B1 (тіамін, аневрин) міститься в лісових горіхах, неочищеному рисі, хлібі грубого помелу, ячній та вівсяній крупах, особливо багато його в пивних дріжджах та печінці. Добова потреба у вітаміні становить у дітей віком до 7 років 1 мг, від 7 до 14 років – 1,5 мг, з 14 років – 2 мг, у дорослих – 2-3 мг.

За відсутності в їжі вітаміну B1 розвивається захворювання на бері-бері. Хворий втрачає апетит, швидко втомлюється, поступово з'являється слабкість у м'язах ніг. Потім настають втрата чутливості у м'язах ніг, ураження слухового та зорового нервів, гинуть клітини довгастого та спинного мозку, настає параліч кінцівок, без своєчасного лікування – смерть.

Вітамін В2 (рибофлавін). У людини першою ознакою відсутності цього вітаміну є ураження шкіри (найчастіше в ділянці губ). З'являються тріщини, які мокнуть та покриваються темною кіркою. Пізніше розвивається поразка очей і шкіри, що супроводжується відпаданням ороговілих лусочок. Надалі можуть розвинутися злоякісна недокрів'я, ураження нервової системи, раптове падіння кров'яного тиску, судоми, непритомність.

Міститься вітамін В2 у хлібі, гречаній крупі, молоці, яйцях, печінці, м'ясі, томатах. Добова потреба у ньому становить 2-4 мг.

Вітамін РР (нікотинамід) міститься в зелених овочах, моркві, картоплі, гороху, дріжджах, гречаній крупі, житньому та пшеничному хлібі, молоці, м'ясі, печінці. Добова потреба у ньому в дітей віком - 15 мг, в дорослих - 15-25 мг.

При авітамінозі РР відзначаються відчуття печіння в роті, рясна слинотеча та проноси. Мова стає малиново-червоною. На руках, шиї, обличчі з'являються червоні плями. Шкіра стає грубою і шорсткою, через що захворювання отримало назву пелагра (від італ. pelle agra - шорстка шкіра). При тяжкому перебігу хвороби слабшає пам'ять, розвиваються психози та галюцинації.

Вітамін B12 (ціанкобаламін) у людини синтезується у кишечнику. Міститься в нирках, печінці ссавців та риб. При його нестачі в організмі розвивається злоякісна недокрів'я, пов'язане з порушенням утворення еритроцитів.

Вітамін С (аскорбінова кислота) широко поширений у природі в овочах, фруктах, хвої, печінці. Добре зберігається аскорбінова кислота у квашеній капусті. У 100 г хвої міститься 250 мг вітаміну С, у 100 г шипшини – 150 мг. Потреба у вітаміні С становить 50-100 мг на день.

Нестача вітаміну С викликає захворювання цингою. Зазвичай хвороба починається із загального нездужання, пригніченості. Шкіра набуває брудно-сірого відтінку, ясна кровоточать, випадають зуби. На тілі з'являються темні плями крововиливів, деякі з них покриваються виразками і завдають різкого болю.

Вітамін А (ретинол, аксерофтол) в організмі людини утворюється з поширеного природного пігменту каротину, що знаходиться у великих кількостях у свіжій моркві, помідорах, салаті, абрикосах, риб'ячому жирі, вершковому маслі, печінці, нирках, жовтці яєць. Добова потреба у дітей у вітаміні А – 1 мг, дорослих – 2 мг.

При нестачі вітаміну А уповільнюється зростання дітей, розвивається "куряча сліпота", тобто різке падіння гостроти зору при неяскравому освітленні, що призводить у важких випадках до повної, але оборотної сліпоти.

Вітамін D (ергокальциферол) особливо необхідний дітям для профілактики однієї з найпоширеніших хвороб дитячого віку – рахіту. При рахіті порушується процес формування кісток, кістки черепа стають м'якими та податливими, кінцівки викривляються. На розм'якшених ділянках черепа утворюються гіпертрофовані тім'яні та лобові горби. Мляві, бліді, з неприродно великою головою та коротким кривоногим тілом, великим животом, такі діти різко відстають у розвитку.

Всі ці тяжкі порушення пов'язані з відсутністю або нестачею в організмі вітаміну D, який міститься в жовтках, коров'ячому молоці, риб'ячому жирі.

Вітамін D може утворюватися у шкірі людини з провітаміну ергостеролу під впливом ультрафіолетових променів. Риб'ячий жир, перебування на сонці або штучне ультрафіолетове опромінення є засобами запобігання та лікування рахіту.

10.3. Вікові особливості енергетичного обміну

Навіть за умов повного спокою людина витрачає певну кількість енергії: в організмі безперервно витрачається енергія на фізіологічні процеси, які не зупиняються ні на хвилину. Мінімальний для організму рівень обміну речовин та енергетичних витрат називають основним обміном. Основний обмін визначають у людини в стані м'язового спокою - лежачи, натщесерце, тобто через 12-16 год після їжі, при температурі навколишнього середовища 18-20 ° C (температура комфорту). У людини середнього віку основний обмін становить 4187 Дж на 1 кг маси на годину. У середньому це 7-140 Дж на добу. Для кожної людини величина основного обміну відносно стала.

Особливості основного обміну у дітей. Оскільки на одиницю маси у дітей припадає відносно більша поверхня тіла, ніж у дорослої людини, основний обмін у них інтенсивніший, ніж у дорослих. У дітей також значно переважають процеси асиміляції над процесами дисиміляції. Енергетичні витрати на зростання тим більше, ніж молодша дитина. Так, витрата енергії, пов'язана зі зростанням, у віці 3 місяців становить 36%, у віці 6 місяців - 26%, 9 місяців - 21% загальної енергетичної цінності їжі.

Основний обмін на 1 кг маси у дорослої людини становить 96 600 Дж. Таким чином, у дітей 8-10 років основний обмін у два або два з половиною рази вищий, ніж у дорослих.

Величина основного обміну у дівчаток дещо нижча, ніж у хлопчиків. Ця відмінність починає виявлятися вже у другій половині першого року життя. Виконувана робота у хлопчиків спричиняє більшу витрату енергії, ніж у дівчаток.

Визначення величини основного обміну має діагностичне значення. Підвищується основний обмін при надмірній функції щитовидної залози та деяких інших захворюваннях. При недостатності функції щитовидної залози, гіпофізу, статевих залоз основний обмін знижується.

Витрата енергії при м'язовій діяльності. Чим важча м'язова робота, тим більше енергії витрачає людина. У школярів підготовка до уроку, урок у школі вимагають енергії на 20-50% вище енергії основного обміну.

При ходьбі витрати енергії на 150-170% перевищують основний обмін. При бігу, підйомі сходами витрати енергії перевищують основний обмін у 3-4 рази.

Тренування організму значно скорочує витрату енергії на роботу. Це з зменшенням кількості м'язів, що у роботі, і навіть зі зміною дихання і кровообігу.

Люди різних професій витрати енергії різні. При розумовій праці енергетичні витрати нижчі, ніж за фізичної. У хлопчиків загальна добова витрата енергії більша, ніж у дівчаток.

Тема 11. ГІГІЄНА ТРУДОВОГО НАВЧАННЯ ТА ВИРОБНИЧОЇ ПРАЦІ УЧНІВ

Гігієна уроків праці у початкових класах. На уроках праці діти конструюють, використовуючи дитячий конструктор, виготовляють із дерева, картону та папери моделі кораблів, літаків та інші, ліплять, вишивають. Щоб ці заняття не завдавали шкоди дитячому здоров'ю, в першу чергу необхідно дотримуватись правильної робочої пози. Це означає, що корпус має бути прямий або злегка спрямований уперед, голова трохи нахилена. Бажано часто змінювати положення тіла, щоб уникнути стомливих статичних зусиль. Не можна допускати здавлення грудної клітки та черевної порожнини та перенапругу зору.

Матеріал, що застосовується на уроках праці, повинен бути чистим, вільним від інфекції, що не викликає пошкоджень шкіри (скалок, подряпин, порізів і т. д.), а також не повинен містити хімічно шкідливих речовин. Для цього будівельний дерев'яний матеріал добре обстругується, зачищається, вирівнюються гострі кути. Не можна використовувати фарби, що містять свинець, миш'як та інші отруйні речовини. Дитячі конструктори та рукоятки металевих інструментів перед уроком обтираються 0,2-1%-ним освітленим розчином хлорного вапна. Вага всіх складових елементів будівельного матеріалу не повинна перевищувати 1-2 кг. Картон беруть не товщі 0,5 мм, щоб його можна було різати. Для ліплення, крім глини, можна використовувати пластилін, тому що він менше забруднює руки.

У першій стадії навчання шиттям, щоб уникнути напруги, краще користуватися великими голками з великим вушкам, темними нитками та світлою матерією. Ножиці повинні бути довжиною 118-120 мм, із закругленими кінцями, легко рухатися, довжина їх ріжучих країв – 70 мм. Вага ножа не повинна перевищувати 75 г; лезо ножа має бути виготовлене з високоякісної сталі, добре нагострене, але без гострого кінця; довжина – 70 мм, ширина – 15 мм. Ручка ножа має бути довжиною 85 мм із твердого, відполірованого дерева. Шило береться сталевий, веретеноподібної форми, довжиною 40 мм; ручка його із твердого, гладкого дерева довжиною 85 мм, діаметр широкої частини - 30 мм.

Тривалість уроків праці залежить від віку, стану здоров'я та виду праці, а трудові операції та використовуваний матеріал мають бути різноманітними. При цьому необхідно дотримуватися правил особистої гігієни.

Гігієна уроків сільськогосподарської праці. З V класу проводяться уроки сільськогосподарської праці. Сільськогосподарський інвентар, що застосовується у квітниках, на городі та на навчально-дослідній ділянці, за формою, розмірами, вагою повинен відповідати віку дітей. Залізні граблі повинні мати відстань між зубами 27-30 мм, а дерев'яні – до 50-55 мм.

Для дітей молодшого шкільного віку рекомендуються залізні граблі з 8 зубами та дерев'яні з 7 зубами; для підлітків та старшого шкільного віку – залізні граблі з 10 та дерев'яні з 9 зубами. Розмір мотик для дітей молодшого віку - 100 x 90 мм, довжина ручки - 100 см; для старшого віку - 125-100 мм, довжина ручки - 140 см. Ручки лопат і граблів повинні бути дерев'яними, овальними. Місткість лійок і відер (в куб. дм) має бути: для дітей молодшого віку – 4-5, частка підлітків – 4-6, для старшого віку – 6-8.

Вага вантажів, що переносяться, в 11-12 років не повинна перевищувати 4 кг, в 13-14 років - 6 кг. При перенесенні вантажу на ношах удвох його вага, включаючи вагу нош, не повинна бути більшою: у 7-8 років - 4 кг, у 9-10 років - 6 кг, у 10-12 років - 10 кг, у 13-15 років - 14 кг, у 16-17 років – 24 кг.

Тривалість уроків сільськогосподарської праці школярів 8-9 років становить до 1 год на день, у 10-12 років - 1,5 год, у 13-14 років - 3 год, у 14-17 років - 5-6 год за відсутності іншої фізичної роботи. Через кожні 20-25 хв для молодших школярів та 30-40 хв для старших належить п'ятихвилинний відпочинок. При 5-6-годинному робочому дні рекомендуються дві зміни: з 7-8 години ранку до 10-11 години дня і з 17-18 години вечора.

Гігієнічні вимоги до уроків праці в столярній та слюсарній майстернях. Уроки праці в столярній та слюсарній майстернях також починаються з V класу. Форма, розміри, вага та співвідношення частин столярних та слюсарних інструментів також повинні відповідати віку. Вага столярного молотка має бути меншою, ніж слюсарного. Для дітей 11-12 років столярний молоток повинен важити 200г, 13-14 років - 300г, слюсарний молоток - відповідно 300 і 400г.

При роботі інструмент і вироби, що виготовляються, не можна притискати до грудей. При правильній робочій позі передбачається рівномірний розподіл навантаження для правої та лівої половини тіла, випрямлене положення корпусу та невеликий нахил голови вперед. Під час пиляння ноги мають бути розсунуті на відстань довжини стопи, коліна випрямлені, корпус трохи нахилений уперед. При струганні потрібно стояти півоберта до верстата, ліву ногу висунути вперед на відстань подвійної довжини стопи, а праву ступню розгорнути по відношенню до лівої на 70-80 ° і корпус злегка нахилити вперед. Щоб зменшити тривалість статичних зусиль, учні повинні довго стояти, під час пояснень викладача рекомендується сидіти.

Робота у майстернях як форма активного відпочинку ставиться на третій-четвертий уроки. На самому початку занять учнів необхідно ознайомити з технікою безпеки та попередження травматизму.

Навчальна майстерня розрахована на 20 робочих місць, які обладнуються верстатами та верстатами. Висота столярних верстатів має бути 75,5; 78 і 80,5 см для трьох груп учнів зростанням 140-150 см, поверхня верстата - 125 x 45 см. Щоб визначити висоту відповідного для нього верстата, учень встає боком до торцевої сторони верстата і кладе на неї долоню. Якщо висота верстата відповідає зростанню, то рука в ліктьовому суглобі не згинається, передпліччя та плече залишаються на прямій лінії.

У столярних майстернях верстаки мають бути розташовані в три ряди, перпендикулярно або під кутом 45° до вікон. Відстань між ними – не менше 80 см.

У слюсарних майстернях розміри робочого місця повинні бути 60 x 100 см, відстань між осями сусідніх лещат - 100 см. Висота слюсарного верстата від підлоги до губок лещат буває двох розмірів - 85 і 95 см. Якщо зростання учня не відповідає висоті столу, використовуються під ставки ніг заввишки 5, 10 і 15 см. Верстати розташовують перпендикулярно до вікон таким чином, щоб світло падало ліворуч. При цьому багатомісні верстати розташовують у чотири ряди, а двомісні здвоюють. Одномісні верстати доцільно розставляти у шаховому порядку. Найменша відстань між верстатами повинна бути 80см, між рядами - 120см, відстань від внутрішньої стіни - 80см.

Висвітлення та вентиляція в майстернях повинні відповідати гігієнічним нормам. У ході уроку праці рекомендується робити перерви для відпочинку на 2-3 хв: для молодших школярів – через кожні 10-15 хв, для підлітків – через 15-20 хв.

Гігієна уроків фізики, хімії та біології. При проведенні на уроках фізики дослідів, пов'язаних з вивченням електрики, необхідно дотримуватись заходів безпеки, оскільки електричний струм напругою понад 100 В і 50 мА може бути смертельним. Заборонено перевіряти наявність струму пальцями. Заходами захисту слід запобігати опікам при роботі з розплавленими металами, склом і т. д. На уроках хімії, щоб уникнути отруєння, опіків кислотами та лугами, нещасних випадків під час вибухів під час проведення хімічних дослідів слід неухильно дотримуватися техніки безпеки. Обпалену частину тіла потрібно негайно обмити під сильним струменем холодної проточної води. У хімічній лабораторії обов'язково є наявність витяжної вентиляції.

На уроках біології при роботі на дослідній ділянці необхідно уникати сонячного удару, а також пошкоджень шкіри з метою запобігання проникненню збудника правця та ін. Крім того, сільськогосподарська праця школяра обов'язково має бути різноманітною.

Гігієнічні вимоги до планування шкільної будівлі. Як правило, школи будуються за типовими проектами, розробленими з урахуванням учнівських місць у початковій, неповній середній та середній школі. Земельна ділянка, відведена під будівництво школи, має бути 0,3-4 га, з них 40-50% має припадати на зелені насадження. На території школи передбачаються майданчик для ігор із м'ячем, для гімнастики, занять легкою атлетикою (спортивна зона); навчально-дослідна зона для організації та проведення сільськогосподарської праці; зони для рухливих ігор та для тихого відпочинку; господарська зона із самостійним в'їздом. Оптимально триповерхова будівля з кількома виходами та гардеробами, що забезпечують організацію протиепідемічних заходів. Гігієнічні вимоги до шкільної будівлі передбачають достатню ізоляцію окремих груп приміщень, зручний зв'язок із функціональними зонами шкільної ділянки, виділення спеціальної навчальної секції для шестирічних дітей.

У класі кількість учнів має перевищувати 30 людина. У початковій школі передбачено універсальну кімнату (площею 60 кв. м) для груп продовженого дня. Це дає можливість організувати дозвілля дітей. Крім того, має бути передбачена кімната площею 80 кв. м для занять ручною працею. Для трудового навчання учнів V-Х класів є кабінет з профорієнтації та основ виробництва, універсальна майстерня з технічних видів праці, приміщення для обробки тканин. Передбачено лаборантські усі навчальні кабінети. У сучасних школах організовано навчальні кабінети інформатики та електронно-обчислювальної техніки, значно покращено спортивний комплекс. Для шкіл місткістю 30-35 класів передбачено дві спортивні зали розмірами 12 x 24 та 18 x 30 м. Крім того, на групу шкіл передбачено навчальний тир, критий басейн для навчання плаванню та проведення спортивної роботи. Істотно розширено склад приміщень для гуртків (технічного моделювання, творчості, юних натуралістів), студій (живописи, малюнки та скульптури, хореографії та драматургії), кінофотолабораторії.

Площа обідньої зали визначається із розрахунку 0,65-0,75 кв. м на одне місце, одночасно в ньому має поміщатися не менше ніж 25% учнів. До складу приміщень медичного призначення входить кабінет лікаря, об'єднаний із кімнатою площею 12-15 кв. м. Крім кабінету лікаря, у низці шкіл передбачено кабінет стоматолога (площею 14 кв. м). Розмір класу має бути не менше 64 кв. м, лабораторних кабінетів – не менше 66 кв. м. Відстань від класної дошки до останнього ряду столів чи парт не повинна перевищувати 8 м. Висота стелі навчальних приміщень має бути не менше 3 м, у спортивних залах – залежно від площі зали (при площі 162 кв. м – 5,4 м) 288 кв.м і більше - 6 м).

Список використаної літератури

1. Гальперін С.І. Анатомія та фізіологія людини. М: Вища школа, 1974.

2. Косицький Г.І. Фізіологія людини М: Медицина, 1985.

3. Матюшонок М.Т., Турін Г.Г., Крюкова А.А. Фізіологія та гігієна дітей та підлітків. М: Вища школа, 1974.

4. Ноздрачев А. Д. Загальний курс фізіології людини та тварин: У 2 т. Т. 2. М.: Вища школа, 1991.

5. Хрипкова А.А. Вікова фізіологія. М: Просвітництво, 1978.

6. Мала медична енциклопедія: У 6 т. Т. 6. М: Медицина, 1991-1996.

Автор: Антонова О.А.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Конспекти лекцій, шпаргалки:

▪ Історія економічної думки. Курс лекцій

▪ Соціальна психологія. Шпаргалка

▪ Економічна географія. Шпаргалка

Дивіться інші статті розділу Конспекти лекцій, шпаргалки.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву 100-ядерний процесор EZchip TILE-Mx100 28.02.2015 Компанія EZchip Semiconductor представила сімейство багатоядерних процесорів TILE-Mx. У конфігурацію процесора EZchip TILE-Mx100 входить 100 ядер ARMv8-A, що робить його багатоядерним 64-розрядним процесором на архітектурі ARM у світі. Процесор EZchip TILE-Mx100 призначений для мережного обладнання, включаючи засоби віртуалізації функцій мережі (NFV). Велика кількість ядер, високоефективний зв'язок між ними та наявність прискорювачів обробки пакетів - все це дозволяє забезпечити високу продуктивність та функціональні можливості, затребувані у зазначеній галузі застосування. У оснащенні TILE-Mx входять численні інтерфейси, включаючи GbE, 10GbE, 25GbE, 40GbE, 50GbE та навіть 100GbE, а також PCI-Express. Постачання ознайомлювальних зразків TILE-Mx мають розпочатися у другій половині наступного року.

Інші цікаві новини:

▪ Наноматеріал із молекул, закручених одночасно у протилежні сторони

▪ Антибіотики прискорюють ріст бактерій

▪ Створено найсильнішу кислоту

▪ Бронежилет із наноструктурованого вуглецевого матеріалу

▪ Біопластик, що самоочищається

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Прошивки. Добірка статей

▪ стаття Приставні сходи зі сходами. Поради домашньому майстру

▪ стаття Хто знайшов викрадений трофей для чемпіонату світу з футболу 1966 року? Детальна відповідь

▪ стаття Монтувальник шин. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття УКХ ЧС радіоприймач Аврора Міленіум. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Перетворювач напруги із Ши стабілізацією. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024